电缆导体温度间接测量的方法研究

万明华+吴馨+谢天宇

摘 要： 针对电力电缆导体温度的测量，提出了一种电缆导体温度间接测量方法。利用有限元法对电缆温度场进行分析计算，获取不同载荷、边界条件下的表面温度和导体温度的对应关系，再结合测量到的表面温度即可间接得到导体温度。另外，针对电缆中某些材料热参数难以确定从而影响温度场计算模型准确性的问题，本文通过对电缆内部材料的热参数值进行辨识以对模型进行校正。

关键词：电力电缆；导体温度；有限元；温度场计算；参数辨识

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.239

0 引言

近年来城市输电网中地下电缆逐渐取代架空线路，其运行安全受到广泛关注。电缆导体温度过高将引起绝缘材料加速老化，影响电缆使用安全、缩短电缆使用寿命[1]。对电缆导体温度实时监测是提高运维效率、保障输电安全的重要手段。

目前主要是通过在电缆内部埋设感温光纤等来对导体温度进行直测，此种手段会破坏电缆结构。可由较易测量的表面温度间接反演出导体温度。由电缆表面温度预估导体温度对工程人员要求较高，且受外界影响较大[2]。

本文提出了一种电缆导体温度间接测量方法，利用有限元法对电缆温度场进行计算从而得到电缆表面温度与导体温度的对应关系，再结合表面温度的测量值即可间接得出导体温度。

1 测量原理

针对某种类型电缆，根据其结构参数、材料热参数、电缆表面的边界条件、负荷参数、初始条件，利用有限元法对电缆温度场进行计算，根据分析结果归纳出不同载荷、边界条件下表面温度与导体温度值的对应曲线，再结合外表皮温度的监测值反演出导体温度。……