[发明专利]一种降低周围土壤热阻提高电缆输送容量的方法及系统

说明书

一种降低周围土壤热阻提高电缆输送容量的方法及系统，方法包括以下步骤：综合分析沿电缆路径的电缆敷设方式和环境，确定电缆载流量受限节点；利用火电厂内液体管道，降低电缆载流量受限节点的周围土壤热阻；确定液体管道的布置方式。系统包括布置在电缆载流量受限节点周围土壤中的液体管道，所述的液体管道连接冷却塔以及水泵组成循环回路，通过速度传感器和温度传感器实时监测液体管道中液体的流速以及液体的温度，通过液体管道降低电缆载流量受限节点的周围土壤热阻。本发明利用火电厂内液体管道降低直埋敷设电缆周围的土壤热阻，从而提高电缆的输送容量，有效提升电缆传输效率，降低工程造价。

技术领域

本发明属于火力发电领域，涉及一种降低周围土壤热阻提高电缆输送容量的方法及系统。

背景技术

火力发电厂中电缆工作时，由于发热效应，电缆线芯温度会急剧上升，当其温度超过绝缘层允许温度时，可能造成电缆绝缘老化加速，电缆使用寿命减少，电缆利用效率降低等不利影响。为了确保电缆输送容量满足要求，一般可采用增大电缆截面、降低电缆交流电阻或增强电缆散热等方法。受电缆结构、敷设方式和环境限制，增大电缆截面的方法，一方面电缆载流量提升效果较为有限，另一方面提高了投资和电缆通道的占用空间；而降低电缆交流电阻等技术目前也已达到了瓶颈。传统增强电缆散热的方法一般通过增设电缆外部空气冷却专用设施，改善电缆线路的散热环境，进而提升电缆的输送容量。例如，在电缆隧道中增设通风系统，该方法相应增加了通风系统的投资。对于其他方法，目前研究和应用较少。

土壤热阻系数反应了土壤对热流传导的阻碍能力，单位为K·m/W。国标GB 50217-2018《电力工程电缆设计标准》中规定了电缆载流量需根据土壤热阻系数进行修正，土壤热阻越小，其对热传导的阻碍能力越弱，电缆载流量越大，电缆输送容量相应越大。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中大输送容量电缆载流量受限的问题，提供一种降低周围土壤热阻提高电缆输送容量的方法及系统，利用火电厂内液体管道降低直埋敷设电缆周围的土壤热阻，从而提高电缆的输送容量，有效提升电缆传输效率，降低工程造价。

为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：

一种降低周围土壤热阻提高电缆输送容量的方法，包括以下步骤：

S1、综合分析沿电缆路径的电缆敷设方式和环境，确定电缆载流量受限节点；

S2、利用火电厂内液体管道，降低电缆载流量受限节点的周围土壤热阻；

S3、确定液体管道的布置方式。

作为一种优选方案，所述步骤S1的具体步骤如下：电缆敷设方式包括直埋敷设、架空敷设、排管敷设、穿管敷设、电缆沟敷设、隧道敷设以及综合管廊敷设；环境影响因素包括间距、土壤热阻系数、深度、保护管直径以及并联回路数；对于改扩建项目，在局部关键节点，电缆敷设方式受到限制。

作为一种优选方案，所述的局部关键节点包括直埋或穿管方式下穿已有管沟以及与已有的电缆平行或交叉敷设位置。

作为一种优选方案，所述步骤S2的具体步骤如下：在电缆载流量受限节点的周围土壤中同步布置液体管道，降低载流量受限节点周围的土壤热阻。

作为一种优选方案，所述的液体管道布置在电缆的下方或侧方。

作为一种优选方案，所述步骤S3液体管道的布置方式包括沿直埋敷设电缆临近铺设液体管道，以及沿直埋穿管敷设电缆临近铺设液体管道。

作为一种优选方案，所述电缆载流量受限节点的周围土壤热阻按照以下表达式进行计算：

式中：

I—电缆允许载流量；

Δθ—电缆导体线芯相较于外部环境的温升；