500 kV充油海底电缆过负荷能力分析

陈 玉， 李涵之， 姚 凯， 贾 峰， 黄小卫

(1. 西安交通大学电气工程学院， 陕西 西安 710049； 2.中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局， 广东 广州 510405)

1 引言

海南联网工程500 kV充油海底电缆北边起始于广东省湛江市徐闻县南岭村，通过琼州海峡，南边终止于海南省澄迈县桥头镇林诗村，全长31 km[1]，具有十分重要的政治和经济意义。

对于海底电缆，导体温度是一个非常重要的参数，其数值大小直接决定了海底电缆自身的载流量[2-4]。当海底电缆正常运行时，其负荷大部分时间内保持相对稳定状态。对于稳态载流量可以通过IEC-60287的稳态传热模型进行计算[5]。然而，在海底电缆出现故障需要进行检修或者其他输电线路需要进行负荷转移时，往往需要在原来负荷电流的基础上施加一个超过其额定载流量的应急负荷电流。这会导致导体温度迅速升高，甚至超过海底电缆的最高工作温度[6]。当海底电缆导体温度高于自身允许工作温度时，会影响电缆的工作寿命，导致电缆金属护套膨胀、变形，甚至会造成海底电缆的绝缘层击穿[7-10]。因此有必要对500 kV充油海底电缆的过负荷能力进行研究与计算，在不影响500 kV充油海底电缆使用寿命的情况下，尽可能增长500 kV充油海底电缆的应急时间以及提升应急电流容纳能力。

海南联网系统500 kV充油海底电缆敷设环境比较复杂，按其敷设环境可分为空气裸露段、登陆段、浅水段和深水段[11]，其中每一部分的周围环境热阻、环境温度等均不相同。……