计及金属护套环流影响的高压电缆温度场及载流量的数值分析

陈 悦， 杨仕友， 覃 喜

(1. 浙江大学电气工程学院， 浙江 杭州 310027； 2. 浙江华云电力工程设计咨询有限公司， 浙江 杭州 310016)

1 引言

国民经济的快速发展对电力建设的需求日益增加。高压电力电缆以节省占地空间、较少受外界环境影响和安全、可靠等优点受到了人们高度关注，并在我国不同电压等级的输配电电网中得到了广泛应用[1-3]。在电缆运行过程中，线芯电流产生与电缆回路交链的磁通将在金属护套中产生感生电动势，当其金属护套两端接地时会在金属护套中形成环流[4,5]。

电缆温升和电缆线芯载流量是衡量电缆线路经济和安全问题的重要指标[6]。当金属护套环流过大时，电缆金属护套中将产生很大的环流损耗，导致电缆温升明显，加快电缆绝缘热老化，降低电缆绝缘层绝缘水平，从而击穿电缆绝缘层，降低电缆可靠性并影响电缆自身寿命[7]。同时，环流过大还会降低电缆线芯载流量，降低电缆传输电能的能力，影响电缆线芯材料的利用率，导致资源浪费和经济损失[8-10]。在此背景下，研究不同大小环流对电缆温度场和线芯载流量的影响规律，对保障电缆安全高效运行有重要意义。

目前，人们已经广泛开展了金属护套环流对电缆温度场和电缆线芯载流量影响的研究。文献[7]基于金属护套等值电路模型计算了常见电缆故障工况下的金属护套环流，并在此基础上借助有限元法，应用Comsol软件计算了电缆温升，并据此提出了基于电缆温升的电缆运行工况判断方法；……