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电缆允许短期过载电流的计算(YJV22 8.7/10kV 3×240)
为准确计算地下敷设电缆的暂态响应,可根据惠司门法,将电缆和周围媒介分成六个区域分区计算:
1单位长度电缆各部分热容的计算
1.1 电缆导电线芯的热容的计算:
式中,为导电线芯的热容系数,=3.5×106 J?m-3?℃-1 , 为体积 (m3)
=3.5×106×240×10-6=840 J?℃-1
1.2 XLPE绝缘(含导体屏蔽层)热容的计算:
式中,为导电线芯的热容系数,=1.2×106 J?m-3?℃-1 , 为体积 (m3)
=1.2×106×(30.82-18.42)×π/4×10-6=575 J?℃-1
1.3 金属屏蔽层的热容的计算:
式中,为导电线芯的热容系数,=3.5×106 J?m-3?℃-1 , 为体积 (m3)
=3.5×106×(31.12-30.82)×π/4×1.22×10-6=62.25J?℃-1
1.4 内衬层的热容的计算
式中,为导电线芯的热容系数,=1.7×106 J?m-3?℃-1 , 为体积 (m3)
=1.7×106×(71.42-67.02)×π/4×10-6=813J?℃-1
1.5 金属屏蔽层的热容的计算:
式中,为导电线芯的热容系数,=3.6×106 J?m-3?℃-1 , 为体积 (m3)
=3.6×106×(73.42-71.42)×π/4×0.7×10-6=573J?℃-1
1.6 外护套的热容的计算
式中,为导电线芯的热容系数,=1.7×106 J?m-3?℃-1 , 为体积 (m3)
=1.7×106×(79.22-73.42)×π/4×10-6==1182 J?℃-1
1.5 周围媒介土地的热容的计算:
将土地划分为四个同心圆区域,第一区域的内径为电缆本身的外径,第四区域的外径D4=4L,L为敷设深度,取L=1000mm.四个区域的截面积之比为1:4:16:64,且第一个区域的面积为A,各截面直径分别为D1,D2,D3,D4,列方程组:
求解: =0.148 m2
=0.441m
=0.871m
=1.737m
土地区域中第I区的热容的计算:
I=1
式中,为土地的热容系数,=2.52×106 J?m-3?℃-1 , 为体积 (m3)
=2.52×106×0.148=3.72×105 J?℃-1
I=2
式中,为土地的热容系数,=2.52×106 J?m-3?℃-1 , 为体积 (m3)
=2.52×106×0.148×4=1.49×106 J?℃-1
I=3
式中,为土地的热容系数,=2.52×106 J?m-3?℃-1 , 为体积 (m3)
=2.52×106×0.148×16=5.96×106 J?℃-1
I=4
式中,为土地的热容系数,=2.52×106 J?m-3?℃-1 , 为体积 (m3)
=2.52×106×0.148×64=2.38×107 J?℃-1
1.6 电缆各区的热容:
分相屏蔽型电缆本体两区的热容计算:
第一区:
=3×(840+575/2)=3382 J?℃-1
第二区:
=3617J?℃-1
第三区: =2.52×106×0.148=3.72×105 J?℃-1
第四区: =2.52×106×0.148×4=1.49×106 J?℃-1
第五区: =2.52×106×0.148×16=5.96×106 J?℃-1
第六区: =2.52×106×0.148×64=2.38×107 J?℃-1
1.7 电缆各区的热阻计算:
分相屏蔽型电缆本体两区的热阻计算:
第一区:
=0.257/6=0.0429 ℃·m/W
第二区:
=0.174℃·m/W
第三区: =0.328 ℃·m/W
第四区: =0.130 ℃·m/W
第五区: =0.132 ℃·m/W
第六区: =0.159 ℃·m/W
1.8 电缆各区发热时间常数,由 得:
=0.0429×3382=145S
=0.174×361
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