高压电力电缆的载流量受到电缆本体温度的严格限制。电缆导体温度超过绝缘材料允许限值时绝缘老化加速严重时引发绝缘击穿事故。准确掌握电缆导体温度与载流量之间的关系有助于运行人员在不超过温度限值的前提下充分利用电缆的输送容量。由于电缆导体深埋于绝缘层和外护套内部运行人员无法直接测量导体温度需要借助间接测温手段获取温度数据。
一、电缆温度与载流量的关系
1.1 导体发热机理
电力电缆通过负荷电流时导体电阻产生焦耳热。发热量与电流的平方成正比。热量沿电缆径向从导体向外护套和周围土壤扩散。电缆导体温度达到热平衡时发热量等于散热量。导体的热平衡温度是决定电缆载流量上限的直接因素。
1.2 外部散热条件对载流量的影响
电缆敷设方式直埋排管或电缆沟的不同对电缆散热条件有直接影响。土壤热阻系数回填材料种类和周围是否有热源等因素直接影响相同的负荷电流对应的电缆导体温度的水平。夏季高温季节或电缆密集群敷设时段散热条件下降电缆载流量也需要相应降低。依据导体温度数据动态调整电缆输送负荷比依据固定环境温度预留固定载流量更为精确。
二、电缆温度监测的实施方式
2.1 电缆表面温度测量
在电缆本体外护套表面安装温度传感器是较常用的测温方式。荧光光纤温度传感器探头可直接绑扎在电缆外护套表面测量电缆表面温度。表面温度与导体温度之间存在温差在稳定的负荷条件下温差可以通过热路模型进行反推估算。电缆表面温度的变化趋势本身对判断电缆是否处于超温运行状态具有参考意义。
2.2 电缆接头温度监测
电缆中间接头和终端接头是电缆线路中温度较高的部位。在接头外护套表面安装荧光光纤探头监测接头部位温度有助于发现因施工工艺问题导致的早期发热异常。接头部位的表面温度与导体温度差异通常通过热平衡计算进行补偿处理。
2.3 测温数据在载流量管理中的应用
测温主机的温度数据通过RS485或4G无线方式上传至电缆在线监测平台。平台结合实时电流数据电流互感器信号和环境温度数据通过热路模型计算电缆导体的实时温度。运行人员可以在监测界面查看电缆温度数据作为调整输送负荷的参考依据。
三、常见问题
电缆表面温度达到多少度时需要关注？
交联聚乙烯电缆正常运行温度上限为90℃。电缆表面温度低于导体温度通常在60℃至75℃区间。当电缆表面温度持续上升接近或达到90℃时说明导体温度接近或已达绝缘耐受的上限值应安排减负荷操作。
电缆沟测温系统的供电问题如何解决？
电缆沟附近有配电箱的可直接取AC220V电源。对于无电源的电缆沟段可采用DC24V电池供电方案配合太阳能板或CT取能辅助充电。
多回路电缆密集敷设时测温探头安装是否方便？
荧光光纤探头体积小可直接绑扎在电缆外护套表面不占用额外空间。光纤沿电缆绑扎走线汇聚至电缆沟壁上的测温主机。密集电缆区域的光纤走线需注意避让电缆接头和防火隔断位置。
四、产品与厂家信息
福州华光天锐光电科技有限公司的荧光光纤测温产品适用于电缆表面和接头部位的温度监测。探头绝缘材质可直接接触电缆护套配合电缆线路在线监测系统使用。选型时建议结合电缆型号和敷设方式综合评估以厂家最新技术方案为准。