徐研，王鵬宇，劉毅剛，郭珊珊，王振華，劉剛

(1.廣州供電局有限公司輸電管理所，廣東 廣州 510310；2.華南理工大學(xué) 電力學(xué)院，廣東 廣州 510640；3.廣東電機(jī)工程學(xué)會(huì)電纜專委會(huì)，廣東 廣州 510080)

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玻璃鋼保護(hù)殼對(duì)電纜接頭熱場(chǎng)影響的實(shí)驗(yàn)分析

徐研1，王鵬宇2，劉毅剛3，郭珊珊2，王振華2，劉剛2

(1.廣州供電局有限公司輸電管理所，廣東 廣州 510310；2.華南理工大學(xué) 電力學(xué)院，廣東 廣州 510640；3.廣東電機(jī)工程學(xué)會(huì)電纜專委會(huì)，廣東 廣州 510080)

加載電流達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，高壓電纜中間接頭沿導(dǎo)體軸向方向存在溫度梯度，是否安裝玻璃鋼保護(hù)殼對(duì)接頭軸向溫度分布存在一定影響。為此，分析玻璃鋼保護(hù)殼的引入對(duì)電纜中間接頭導(dǎo)體軸向溫度分布的影響，設(shè)計(jì)了一套高壓電纜大電流溫升實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，完成了630 mm2電纜接頭在有玻璃鋼保護(hù)殼和無(wú)玻璃鋼保護(hù)殼加載穩(wěn)態(tài)電流的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，引入玻璃鋼保護(hù)殼使電纜接頭軸向及徑向溫差增大，接頭對(duì)本體的影響范圍也增大。

電纜接頭；玻璃鋼保護(hù)殼；大電流實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；軸向溫度；徑向溫度

在我國(guó)城市電網(wǎng)的改造中，高壓電力電纜被廣泛使用[1-2]，交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電纜因具有諸多工藝優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)成為電纜發(fā)展和工程應(yīng)用的主流。因電纜制作長(zhǎng)度有限，需要采用電纜接頭來(lái)連接電纜，而接頭組件結(jié)構(gòu)尺寸大，材料導(dǎo)熱性能差，使得其成為整條線路載流量的瓶頸點(diǎn)，影響線路的安全運(yùn)行。研究高壓電纜接頭附件的傳熱機(jī)理，對(duì)電纜線路載流量計(jì)算和電力部門的負(fù)荷調(diào)度具有重要的指導(dǎo)作用，為運(yùn)行檢修部門提供電纜接頭故障預(yù)警具有重大意義。

從現(xiàn)在市場(chǎng)上生產(chǎn)和銷售的高壓電纜接頭保護(hù)殼的情況可知，阻燃性玻璃鋼制成的保護(hù)殼占有主導(dǎo)地位。這類保護(hù)殼具有機(jī)械強(qiáng)度高、密封性能好等優(yōu)點(diǎn)，既可安裝在電纜溝內(nèi)，也可地下直埋，適用于交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜中間接頭，起到連接、密封及機(jī)械保護(hù)作用。由于加裝玻璃鋼保護(hù)殼會(huì)改變電纜接頭處的傳熱特性，從而對(duì)接頭的載流能力產(chǎn)生影響。因此了解玻璃鋼保護(hù)殼對(duì)接頭溫度分布的影響成為全面分析電纜接頭傳熱性能中不可或缺的一部分。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)玻璃鋼保護(hù)殼對(duì)接頭溫度分布的影響的研究較少，本文利用高壓電纜載流量實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行高壓電纜及中間接頭穩(wěn)態(tài)溫升實(shí)驗(yàn)，得到接頭及附近本體各層結(jié)構(gòu)的可靠溫升數(shù)據(jù)，并依此分析安裝玻璃鋼保護(hù)殼對(duì)電纜接頭處軸向和徑向溫差的影響。

1　高壓電纜中間接頭熱特性

高壓電纜中間接頭作為連接兩段電纜導(dǎo)體的裝置，起到使電路暢通、保證相間或?qū)Φ亟^緣、密封和機(jī)械保護(hù)的作用[3-6]。為達(dá)到有效絕緣、均勻電場(chǎng)、防水、防腐蝕等效果，對(duì)電纜接頭的制作工藝要求較高，其直徑明顯大于電纜本體，且結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜。電纜中間接頭經(jīng)常出現(xiàn)發(fā)熱嚴(yán)重的現(xiàn)象[7-9]，傳熱特性也比電纜本體更復(fù)雜。110 kV高壓電纜中間接頭結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1—接地連管；2—接地柱；3—鋼保護(hù)殼；4—熱縮管，防水帶、PV膠帶；5—連接管；6—均壓套；7—整體預(yù)制橡膠絕緣件。圖1　110 kV高壓電纜中間接頭結(jié)構(gòu)示意圖

徐研，等：玻璃鋼保護(hù)殼對(duì)電纜接頭熱場(chǎng)影響的實(shí)驗(yàn)分析110 kV高壓電纜接頭的主要結(jié)構(gòu)組成部分有接地電纜、接地端子、銅保護(hù)殼、熱縮帶、連接管、均壓套、絕緣件、防水帶、屏蔽帶、填充帶、銅編織帶等。安裝保護(hù)殼后，接頭處結(jié)構(gòu)增加了保護(hù)殼以及填充在保護(hù)殼和接頭表皮之間的環(huán)氧樹脂密封膠。

對(duì)于XLPE高壓電力電纜，其載流量是指當(dāng)電纜導(dǎo)體溫度不超過長(zhǎng)期允許最高工作溫度90 ℃時(shí)電纜通過的最大電流[10-12]。導(dǎo)體溫度的限定主要考慮到電纜絕緣材料的長(zhǎng)期耐受溫度，一旦導(dǎo)體溫度超過該值，電纜的使用壽命將會(huì)降低。而對(duì)于電纜接頭，在其制作過程中，電纜導(dǎo)體兩端仍保留XLPE絕緣，因此其載流能力也受制于絕緣長(zhǎng)期耐受溫度。研究電纜接頭內(nèi)部的溫度分布對(duì)確定電纜接頭的載流量及確定電纜全線的載流量至關(guān)重要[13-14]。

中間接頭導(dǎo)體壓接處引入了接觸電阻，增加了同等載荷下電纜接頭的產(chǎn)熱；而接頭的尺寸又大于本體，接頭散熱條件較差。因此，中間接頭的溫度高于電纜本體，接頭和附近本體間存在軸向傳熱過程，接頭成為限制電纜全線載流量提高的瓶頸之一。在接頭處安裝玻璃鋼保護(hù)殼后，電纜接頭的散熱條件變得更差，接頭內(nèi)部溫度進(jìn)一步增大。因此，玻璃鋼保護(hù)殼的引入對(duì)電纜接頭徑向溫度分布和與附近本體間的軸向溫度分布均存在一定的影響。

2　高壓電纜中間接頭溫升實(shí)驗(yàn)

2.1溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

為獲得電纜接頭關(guān)鍵位置的溫度，分析接頭溫度分布特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)采用在中間接頭關(guān)鍵位置和電纜本體上布置熱電偶直接測(cè)溫獲取數(shù)據(jù)。為了減小因熱電偶敷設(shè)造成的測(cè)量誤差，提高測(cè)量精度，在電纜接頭重要斷面的不同角度布置多個(gè)測(cè)溫?zé)犭娕?，通過對(duì)比同一截面不同位置的溫度，獲取準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

熱電偶的敷設(shè)目標(biāo)是：保證足夠的測(cè)溫點(diǎn)，為理論分析提供基礎(chǔ)；保證熱電偶完好無(wú)損，能將測(cè)溫點(diǎn)溫度傳輸?shù)綔y(cè)溫儀。實(shí)驗(yàn)中熱電偶的測(cè)溫位置包括電纜接頭各層結(jié)構(gòu)及接頭附近一定范圍內(nèi)電纜本體各層結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

圖中1—9為測(cè)溫點(diǎn)編號(hào)。圖2　熱電偶布置示意圖

2.2大電流溫升實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)分為升流系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)負(fù)載兩個(gè)部分。大電流升流實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要由以下器件構(gòu)成：30 kVA大電流自動(dòng)升流負(fù)載實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、升流器、無(wú)功補(bǔ)償電容器、負(fù)載端。其中測(cè)溫系統(tǒng)包括精度一級(jí)的T型探針式熱電偶和KH400溫度記錄儀。實(shí)驗(yàn)用熱電偶的敷設(shè)均按照IEC 60840:2004標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。負(fù)載端在空氣敷設(shè)段安裝630 mm2的接頭，接頭結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

表1電纜接頭結(jié)構(gòu)參數(shù)

結(jié)構(gòu)直徑/mm厚度/mm導(dǎo)體3015導(dǎo)體屏蔽331.5導(dǎo)體絕緣6717接頭主絕緣26096.5PVC防水帶2610.5密封填充劑2704.5保護(hù)銅殼2721熱縮管2741密封填充劑37450玻璃鋼保護(hù)殼3803

圖3　實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

大電流自動(dòng)升流負(fù)載實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為單路穩(wěn)流實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括系統(tǒng)控制臺(tái)、感應(yīng)式柱式調(diào)壓器、可編程控制電氣柜以及配套大電流互感器等。

為研究玻璃鋼保護(hù)殼對(duì)電纜接頭溫度分布的影響，對(duì)高壓電纜接頭施加階躍電流直至穩(wěn)態(tài)，在溫升過程中連續(xù)監(jiān)測(cè)電纜各布置點(diǎn)的溫度，自動(dòng)測(cè)溫儀裝置每隔10 s記錄一次溫度數(shù)據(jù)，得到電纜接頭各層結(jié)構(gòu)的可靠溫升數(shù)據(jù)。電纜接頭穩(wěn)態(tài)溫升實(shí)驗(yàn)具體過程數(shù)據(jù)見表2。

表2實(shí)驗(yàn)過程數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)編號(hào)有無(wú)玻璃鋼保護(hù)殼加載電流/A加載時(shí)間/h1無(wú)1000152無(wú)1200143有1000164有120023

3　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

3.1軸向傳熱分析

為了研究加裝玻璃鋼保護(hù)外殼對(duì)電纜接頭及附近本體間軸向傳熱的影響，對(duì)比相同環(huán)境條件、相同載荷能力下有無(wú)玻璃鋼保護(hù)外殼電纜接頭軸向溫度分布特點(diǎn)，對(duì)比結(jié)果如圖4和圖5所示。

圖4　接頭加載1 000 A電流穩(wěn)態(tài)時(shí)導(dǎo)體溫度軸向變化曲線

圖5　接頭加載1 200 A電流穩(wěn)態(tài)時(shí)導(dǎo)體溫度軸向變化曲線

由圖4可知，不帶玻璃鋼保護(hù)套的電纜接頭加載1 000 A電流達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，壓接管處導(dǎo)體溫度最高，穩(wěn)態(tài)時(shí)為65.0 ℃，主絕緣端口處導(dǎo)體溫度為55.9 ℃，主絕緣件端口與保護(hù)銅殼端口中點(diǎn)導(dǎo)體溫度為55 ℃，保護(hù)銅殼端口導(dǎo)體溫度為47.1 ℃；從靠近接頭短端向外本體連續(xù)5個(gè)點(diǎn)的導(dǎo)體溫度分別為54.8 ℃、54.2 ℃、54.3 ℃、55.4 ℃和54.8℃，此時(shí)電纜接頭壓接管處導(dǎo)體溫度比電纜本體最外點(diǎn)處導(dǎo)體溫度高10.2 ℃。帶玻璃鋼保護(hù)套的電纜接頭加載1 000 A電流達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，壓接管處導(dǎo)體溫度最高，穩(wěn)態(tài)時(shí)為65.4 ℃，主絕緣端口處導(dǎo)體溫度為57 ℃，主絕緣件端口與保護(hù)銅殼端口中點(diǎn)導(dǎo)體溫度為56.7 ℃，保護(hù)銅殼端口導(dǎo)體溫度為50.7 ℃；從靠近接頭短端向外本體連續(xù)5個(gè)點(diǎn)的導(dǎo)體溫度分別為 59.4 ℃、54.6 ℃、53.4 ℃、54.3 ℃和54.9 ℃，此時(shí)電纜接頭壓接管處導(dǎo)體溫度比電纜本體最外點(diǎn)處導(dǎo)體溫度高10.5 ℃。

由圖5可知，不帶玻璃鋼保護(hù)套的電纜接頭加載1 200 A電流達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，壓接管處導(dǎo)體溫度最高，穩(wěn)態(tài)時(shí)為85.6 ℃，主絕緣端口處導(dǎo)體溫度為72.5 ℃，主絕緣件端口與保護(hù)銅殼端口中點(diǎn)導(dǎo)體溫度為71.3 ℃，保護(hù)銅殼端口導(dǎo)體溫度為58.8 ℃；從靠近接頭短端向外本體連續(xù)5個(gè)點(diǎn)的導(dǎo)體溫度分別為72.5 ℃、70.5 ℃、71.1 ℃、75 ℃和72.1℃，此時(shí)電纜接頭壓接管處導(dǎo)體溫度比電纜本體最外點(diǎn)處導(dǎo)體溫度高13.5 ℃。帶玻璃鋼保護(hù)套的電纜接頭加載1 200 A電流達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，壓接管處導(dǎo)體溫度最高，穩(wěn)態(tài)時(shí)為94.9 ℃，主絕緣端口處導(dǎo)體溫度為82.8 ℃，主絕緣件端口與保護(hù)銅殼端口中點(diǎn)導(dǎo)體溫度為81.5 ℃，保護(hù)銅殼端口導(dǎo)體溫度為69.1 ℃；從靠近接頭短端向外本體連續(xù)5個(gè)點(diǎn)的導(dǎo)體溫度分別為83.8 ℃、73 ℃、78.8 ℃、74.5 ℃和72.1 ℃，此時(shí)電纜接頭壓接管處導(dǎo)體溫度比電纜本體最外點(diǎn)處導(dǎo)體溫度高22.8 ℃。

由圖4和圖5可知，當(dāng)電纜負(fù)荷由1 000 A增加到1 200 A后，引入玻璃鋼保護(hù)殼前后接頭壓接管處導(dǎo)體穩(wěn)態(tài)溫度變化較大，分別升高了21.5 ℃和39.5 ℃。原因在于：接頭內(nèi)主要熱源導(dǎo)體焦耳熱I2R隨電纜負(fù)荷的增長(zhǎng)近似呈平方增長(zhǎng)，造成接頭導(dǎo)體溫度升高；而接頭導(dǎo)體溫度的升高會(huì)引起導(dǎo)體交流電阻和壓接管處接觸電阻的增大，進(jìn)而使接頭內(nèi)發(fā)熱進(jìn)一步增加。

當(dāng)電纜接頭加載電流達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，接頭壓接管處導(dǎo)體溫度最高，電纜接頭和本體間存在軸向溫度分布梯度，且此軸向溫差會(huì)隨著載荷的提高而增大，不同載荷能力下接頭軸向溫差分布見表3。

表3電纜接頭加裝玻璃鋼保護(hù)殼前后導(dǎo)體軸向溫度分布

電流/A是否帶玻璃鋼保護(hù)殼壓接管溫度/℃本體溫度/℃溫度差/℃環(huán)境溫度/℃1000不帶65.054.810.227.5帶65.454.910.527.51200不帶86.572.113.529.7帶94.972.122.829.7

結(jié)合圖4、圖5和表3，可以看出：

a) 電纜接頭加載電流達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，沿接頭軸向?qū)w溫度存在分布梯度。在相同環(huán)境條件、相同載荷能力下電纜接頭引入玻璃鋼保護(hù)外殼前后，導(dǎo)體溫度沿軸向的變化趨勢(shì)基本吻合。

b) 在相同環(huán)境條件、相同載荷能力下電纜接頭引入玻璃鋼保護(hù)外殼后，接頭內(nèi)各測(cè)溫點(diǎn)溫度均增大。原因在于：電纜接頭加裝玻璃鋼保護(hù)外殼后，需填充環(huán)氧樹脂密封膠，增加了接頭的徑向尺寸，接頭的散熱條件變得更差，接頭內(nèi)部溫度有所提高。

c) 電纜接頭加載電流達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，導(dǎo)體溫度在保護(hù)銅殼端口附近出現(xiàn)一個(gè)極小值點(diǎn)。原因在于，保護(hù)銅殼端口處電纜剝切了鋁護(hù)套，與空氣對(duì)流散熱條件良好，此時(shí)散熱對(duì)電纜導(dǎo)體的溫度起到了主導(dǎo)作用。

d) 在相同環(huán)境條件、相同載荷能力下電纜接頭引入玻璃鋼保護(hù)外殼前，接頭附近本體的導(dǎo)體溫度沿軸向的變化趨勢(shì)較為平緩；引入玻璃鋼保護(hù)外殼后，接頭附近本體的導(dǎo)體溫度沿軸向的波動(dòng)較大。原因在于：電纜接頭加裝玻璃鋼保護(hù)外殼后，接頭內(nèi)部的溫度有較明顯的升高，增加了對(duì)附近本體導(dǎo)體溫度軸向分布的影響范圍和程度。

綜合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，在同等負(fù)荷和同等敷設(shè)環(huán)境下電纜接頭引入玻璃鋼保護(hù)外殼后，接頭處壓接管溫度增大，接頭與附近本體間的軸向溫差也增大。因此，玻璃鋼保護(hù)外殼的引入降低了電纜接頭的載流能力。當(dāng)安裝玻璃鋼保護(hù)外殼的電纜接頭導(dǎo)體溫度達(dá)到絕緣長(zhǎng)期耐受溫度時(shí)，遠(yuǎn)處電纜本體的導(dǎo)體溫度遠(yuǎn)低于絕緣長(zhǎng)期耐受溫度，引起電纜本體載流量遠(yuǎn)低于額定載流量，電纜利用率較低。

3.2徑向溫度分布

為了研究加裝玻璃鋼保護(hù)外殼對(duì)電纜接頭徑向傳熱的影響，以電纜接頭壓接管中線處徑向截面為例，對(duì)比分析相同載荷能力和相同環(huán)境條件下有無(wú)玻璃鋼保護(hù)外殼接頭徑向溫度分布特點(diǎn)，對(duì)比結(jié)果如圖6和圖7所示。

1—接頭導(dǎo)體溫度(不帶保護(hù)殼)；2—接頭表皮溫度(不帶保護(hù)殼)；3—接頭導(dǎo)體溫度(帶保護(hù)殼)；4—接頭表皮溫度(帶保護(hù)殼)；5—環(huán)境溫度。下同。圖6　電纜接頭加載1 000 A電流時(shí)徑向溫度-時(shí)間變化曲線

由圖6可知，不帶玻璃鋼保護(hù)殼的電纜接頭加載1 000 A電流達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，接頭壓接管處溫度為65.0 ℃，對(duì)應(yīng)表面溫度為29.8 ℃，徑向溫差為35.2 ℃；帶玻璃鋼保護(hù)殼的電纜接頭加載1 000 A電流達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，接頭壓接管處溫度為65.4 ℃，對(duì)應(yīng)表面溫度為28.3 ℃，徑向溫差為37.1 ℃。

由圖7可知，不帶玻璃鋼保護(hù)殼的電纜接頭加載1 200 A電流達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，接頭壓接管處溫度為85.6 ℃，對(duì)應(yīng)表面溫度為34.5 ℃，徑向溫差為51.1 ℃；帶玻璃鋼保護(hù)殼的電纜接頭加載1 200 A電流達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，接頭壓接管處溫度為94.9 ℃，對(duì)應(yīng)表面溫度為33.8 ℃，徑向溫差為61.1 ℃。

圖7　電纜接頭加載1 200 A電流時(shí)徑向溫度-時(shí)間變化曲線

表4為電纜接頭加載電流達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)接頭徑向溫度分布情況，結(jié)合圖6、圖7和表4，可以看出：在相同環(huán)境條件、相同載荷能力下電纜接頭引入玻璃鋼保護(hù)外殼后，接頭導(dǎo)體穩(wěn)態(tài)溫度升高，接頭表面穩(wěn)態(tài)溫度降低，更接近環(huán)境溫度，電纜接頭穩(wěn)態(tài)時(shí)徑向溫差增大。原因在于：電纜接頭加裝玻璃鋼保護(hù)外殼后，需填充環(huán)氧樹脂密封膠，增加了接頭的徑向尺寸，且環(huán)氧樹脂密封膠導(dǎo)熱性能較差，熱阻較大。

表4　電纜接頭加載電流達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)接頭徑向溫度分布

3.3玻璃鋼保護(hù)殼對(duì)接頭附近本體溫度影響

電纜接頭加載大電流穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)發(fā)熱現(xiàn)象明顯，產(chǎn)熱高于電纜本體，且散熱條件較差，溫升過程中接頭的溫度始終高于電纜本體。對(duì)電纜本體而言，電纜接頭相當(dāng)于一個(gè)熱源，會(huì)對(duì)其附近的本體溫度產(chǎn)生影響，使其與遠(yuǎn)處本體的溫度存在差值。由于加裝玻璃鋼保護(hù)殼后，接頭溫度有較明顯升高，因此對(duì)本體溫度的影響也有所變化，影響范圍和影響程度均有所增加。為得出加裝玻璃鋼保護(hù)殼對(duì)電纜接頭附近本體溫度的影響，對(duì)比分析了相同載荷能力和相同環(huán)境條件下距離接頭最近的本體測(cè)溫點(diǎn)在加裝玻璃鋼保護(hù)殼前后的溫度，見表5。

表5電纜接頭加裝玻璃鋼保護(hù)套對(duì)附近本體溫度的影響

電流/A是否帶保護(hù)殼本體最近點(diǎn)處導(dǎo)體溫度/℃本體最近點(diǎn)處表皮溫度/℃環(huán)境溫度/℃1000不帶54.836.227.5帶59.440.027.51200不帶72.543.329.7帶83.851.329.7

由表5可知，電纜接頭加載1 000 A電流達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，在環(huán)境溫度相同的條件下，本體最近點(diǎn)處導(dǎo)體溫度在帶玻璃鋼保護(hù)外殼時(shí)比不帶玻璃鋼保護(hù)外殼時(shí)高4.6 ℃，表皮溫度在帶玻璃鋼保護(hù)外殼時(shí)比不帶玻璃鋼保護(hù)外殼時(shí)高4.8 ℃。電纜接頭加載1 200 A電流達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，在環(huán)境溫度相同的條件下，本體最近點(diǎn)處導(dǎo)體溫度在帶玻璃鋼保護(hù)外殼時(shí)比不帶玻璃鋼保護(hù)外殼時(shí)高11.3 ℃，表面溫度在帶玻璃鋼保護(hù)外殼時(shí)比不帶玻璃鋼保護(hù)外殼時(shí)高7.9 ℃。由此可見，加裝玻璃鋼保護(hù)外殼會(huì)使接頭附近本體導(dǎo)體溫度和表面溫度均升高。

4　結(jié)論

玻璃鋼保護(hù)外殼集防水、防腐蝕、防白蟻等功能于一體，多應(yīng)用于南方地區(qū)，對(duì)電纜接頭起到了較好的保護(hù)作用。為研究玻璃鋼保護(hù)外殼的引入對(duì)電纜接頭溫度分布的影響，本文設(shè)計(jì)了高壓電纜中間接頭的穩(wěn)態(tài)溫升實(shí)驗(yàn)，得出如下結(jié)論：

a)在相同環(huán)境條件、相同載荷能力下電纜接頭引入玻璃鋼保護(hù)外殼前后，導(dǎo)體溫度沿軸向的變化趨勢(shì)基本吻合。引入玻璃鋼保護(hù)外殼后，接頭處壓接管導(dǎo)體溫度增大，表面溫度減小，穩(wěn)態(tài)時(shí)電纜接頭的徑向溫差和與附近本體間的軸向溫差均增大。

b)玻璃鋼保護(hù)外殼的引入降低了電纜接頭的載流能力。當(dāng)安裝玻璃鋼保護(hù)外殼的電纜接頭導(dǎo)體溫度達(dá)到絕緣長(zhǎng)期耐受溫度時(shí)，遠(yuǎn)處電纜本體的導(dǎo)體溫度遠(yuǎn)低于絕緣長(zhǎng)期耐受溫度，引起電纜本體載流量遠(yuǎn)低于額定載流量，電纜利用率較低。

c)加裝玻璃鋼保護(hù)外殼后，電纜接頭對(duì)附近本體溫度分布的影響范圍和影響程度都有所增加，接頭附近本體的導(dǎo)體溫度和表面溫度均升高。

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(編輯查黎)

Experiment Analysis on Influence of Glass Fiber Reinforced Plastic Protection Shell on Thermal Field of Cable Joint

XU Yan1, WANG Pengyu2, LIU Yigang3, GUO Shanshan2, WANG Zhenhua2, LIU Gang2

(1.Guangzhou Power Supply Bureau Co., Ltd., Transmission Management, Guangzhou, Guangdong 510310, China; 2. School of Electric Power, South China University of Technology, Guangzhou, Guangdong 510640, China; 3. Guangdong Society for Electrical Engineering, Guangzhou, Guangdong 510080, China)

There exists temperature gradient along axial direction of the conductor in high voltage (HV) cable joint under the condition of stable loading current, and whether installing glass fiber reinforced plastic (FRP) protection shell may affect axial temperature distribution of the joint. In order to analyze influence of glass FRP protection shell on axial temperature distribution of the intermediate joint of cable, a set of experiment system for large current temperature rise for HV cable is designed and experiments on 630 mm2cable joint respectively with glass FRP protection shell and without glass FRP protection shell under the condition of stable loading current are finished. Experimental results indicate that the glass FRP protection shell will make axial and radial temperature of the cable joint both increase and influence scope of the joint on the conductor also increases.

cable joint; glass fiber reinforced plastic protection shell; large current experimental system; axial temperature; radial temperature

2016-05-24

2016-07-05

國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)項(xiàng)目(2015AA050201)

10.3969/j.issn.1007-290X.2016.09.016

TM247

A

1007-290X(2016)09-0078-06

徐研(1985)，男，吉林長(zhǎng)春人。工程師，工學(xué)碩士，主要研究方向?yàn)楦邏弘娏﹄娎|運(yùn)行與維護(hù)技術(shù)研究工作。

王鵬宇(1995)，男，河南信陽(yáng)人。在讀碩士研究生，主要研究方向?yàn)楦邏弘娎|動(dòng)態(tài)增容。

劉毅剛(1956)，男，廣東廣州人。教授級(jí)高級(jí)工程師，工學(xué)學(xué)士，主要研究方向?yàn)楦邏弘娏﹄娎|運(yùn)行與維護(hù)技術(shù)研究工作。