[发明专利]一种铝芯电缆载流量的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及电缆载流量的测量方法，特别涉及一种铝芯电缆载流量的测量方法。

背景技术

当前，铝芯电缆虽然相对铜芯电缆有各种不足，但其价格低廉，具有很高的经济性，综合考虑后仍有一定的应用范围和潜力，所以仍有必要对铝芯电缆进行研究。

工程中计算电缆载流量常采用IEC60287标准，该标准是国际公认的电缆连续负荷载流量计算方法，其对环境状态做出简单和均匀的假设而得出额定载流量，运行时电缆导体温度的确定通常也是简单的假设环境和电缆发热达到稳态。该方法存在较大的局限性，实际运行时，电缆周围环境和负荷是不断变化的，电缆发热并未达到稳定状态，实际温度分布不完全符合标准中的假设，计算结果偏于保守。

电力部门和科研机构往往通过试验的方法确定电缆的载流量，载流量实验可以得到比IEC60287标准更为精确的结果。但当前铝芯电缆使用率较低，电力部门和科研机构往往缺乏现成的铝芯电缆，载流量实验就需要购置铝芯电缆，这会增大本身很高的实验成本，不利于铝芯电缆载流量实验的进行。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种铝芯电缆载流量的测量方法，能够满足工程研究精度需要，同时不需要额外购置铝芯电缆进行实验，节约成本，易于推广。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种铝芯电缆载流量的测量方法，包括以下步骤：

(1)选取与待测铝芯电缆同等电压等级同截面的铜芯电缆，在要求敷设条件下进行载流量实验，得到铜芯电缆载流量I_zcu；

(2)将铜芯电缆载流量I_zcu代入下式，即可得到对应铝芯电缆载流量I_ZAl

式中，I_ZCu、I_ZAl分别为铜、铝芯电缆相同敷设环境和条件下的载流量；R_0cu、R_0Al分别为铜、铝导体20℃时直流电阻，由电缆导体截面大小确定；α_20cu、α_20Al分别为铜、铝导体20℃时电阻系数；y_scu、y_sAl分别为铜、铝导体集肤效应系数；y_pcu、y_pAl分别为铜、铝导体邻近效应系数；θ_Cu、θ_Al分别为铜芯电缆和铝芯电缆运行最高工作温度,θ_Cu＝θ_Al＝θ。

优选的，所述待测铝芯电缆与铜芯电缆的结构参数完全一致；除了导体材料外，所述待测铝芯电缆与铜芯电缆的材料一致。

优选的，步骤(1)所述在要求敷设条件下进行载流量实验，得到铜芯电缆载流量I_zcu，具体为：

进行电缆导体90℃温度的温升实验，通过PLC控制柜加载电缆电流，待稳态后测量导体温度，多次改变电缆电流，使导体温度达到或接近90℃，此时电流大小即为铜芯电缆载流量得到铜芯电缆载流量I_zcu。

优选的，所述敷设条件分为空气敷设和土壤敷设两种，前者包括要求的电缆敷设方式、排列方式、中心间距、接地方式、空气环境温度、阳光光照强度，后者包括要求的电缆敷设方式、排列方式、中心间距、接地方式、土壤环境温度、土壤湿度、埋深。

具体的，铜导体的集肤效应系数y_scu的计算公式如下：

其中R_Cu'＝R_0Cu×[1+α_20Cu(θ-20)]；R_0Cu为20℃时铜导体的直流电阻；f为电源频率；k_sCu值取1；

三芯或三根单芯铜电缆的邻近效应系数y_pou：

其中d_cCu为铜导体直径；s_Cu为各铜导体轴心平均间距；对于干燥与浸渍铜导体k_pCu0.8，否则取1；

对于单根单芯铜电缆，y_pAl＝0。

具体的，铝导体的集肤效应系数y_pAl的计算公式如下：