专利名称：三芯电缆导体温度的测量方法
技术领域：
本发明涉及电缆导体的温度测量技术，特别涉及三芯电缆导体温度的测量方法。
背景技术：
电力电缆导体载流量幅值变化的最直接特征量是导体温度变化，一旦确定了电缆导体暂态和稳态温度，就很容易确定电力电缆线路暂态和稳态载流量，但是直接测量电缆导体温度尚存在技术困难，尤其是三芯电缆。目前确定三芯电缆载流量多采用光纤测温的手段准确测量电力电缆线路外表面温度，然后依据IEC标准所提供的通过电缆外表面温度获得导体温度 的方法来确定导体温度，进而确定电缆载流量，该标准对导体稳态温度的确定方式是在稳态前提下，根据电缆用于交流系统还是直流系统以及敷设方式的不同，结合电缆敷设环境，并假设电缆导体达到最高允许的工作温度，运用传热学原理获得电缆的导体温度。但是上述光纤测温的选点以及由目前IEC标准所提供的确定电缆导体温度计算方法有以下缺陷一是测温光纤敷设在电缆表面，但实际上三芯电缆各个方向的热阻不一样以致三芯电缆表面不是每个点温度都一样，光纤所测的数据可信度有限。二是IEC标准是基于以下假设1.大地表面为等温面；2.电缆表面为等温面；3.叠加原理适用。但实际上电缆周围介质非常复杂土壤不均匀、含水量不相同；城市供电系统的电缆线路，日负荷电流变化很大等。以上因素无法满足规程假设，进而造成误差较大。另外，该方法假设电缆为100%负荷且处在最恶劣的环境条件中，因此计算结果往往存在过大的裕度。三是IEC标准中计算三芯电缆导体温度时直接用修改参数后的单芯电缆的计算公式，是把三芯电缆的三个导体等效为单芯来计算，此等效存在较大的误差，同时也不符合实际三芯电缆的温度场分布。

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三芯电缆导体温度的测量方法，测量过程更直接，测量结果更准确。本发明的目的通过以下技术方案实现三芯电缆导体温度的测量方法，包括以下步骤(I)在三芯电缆的三个线芯的金属屏蔽层连成的封闭区域内敷设测温光纤；(2)将测量得到的温度作为三芯电缆的三个线芯的导体的温度。所述测温光纤的方向与三芯电缆的方向一致。 所述三芯电缆为处于暂态或稳态下的三芯电缆。与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果(I)本发明在三芯电缆的三个线芯的金属屏蔽层连成的封闭区域中敷设测温光纤，即可准确测量三芯电缆稳态或暂态下的导体温度，解决了目前三芯电缆光纤测温由于敷设位置选择不当或因电缆线芯扭曲而误差大的问题。
(2)本发明的测试结果直接作为三芯电缆的三个线芯的温度，免去了之前由测得的表皮温度再推算线芯温度的计算过程，减少了不必要的计算误差。(3)本发明提供的测温点选择方法既直接又合理，其准确性通过了实验和仿真的验证，其测温的准确性使评估三芯电缆的载流量更合理，调度部门能更直观地通过其测温数据对电缆的实际载流量进行判断，及时、合理地指导相关的调度工作。


图I为三芯电缆的结构示意图。图2为三芯电缆在400A电流下，暂态时封闭区域中的一点温度与各线芯导体温度随时间变化图。图3为三芯电缆在400A电流下，稳态时封闭区域中的一点温度与各线芯导体温度随时间变化图。
图4为利用ANSYS仿真软件得到的三芯电缆在90°C时的温度场分布图。
具体实施例方式下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。实施例如图I所示，三芯电缆由外至内依次为外护套I、铠装带2、内护套3、包带4、填充层5、三个线芯；每个线芯由外至内分别是金属屏蔽层61、绝缘层62、导体屏蔽层63、导体64，三个线芯的金属屏蔽层61连成的封闭区域7。本实施例三芯电缆导体温度的测量方法，包括以下步骤(I)在三芯电缆的三个线芯的金属屏蔽层连成的封闭区域内敷设测温光纤；测温光纤的方向与三芯电缆的方向一致；(2)将测量得到的温度作为三芯电缆的三个线芯的导体的温度。上述三芯电缆处于暂态或稳态下。下面对上述方法的准确性进行实验验证和仿真验证。实验验证过程设定三芯电缆同一截面的四个测温点三个线芯的导体及三个线芯的金属屏蔽层连成的封闭区域内的一点。每个测温点敷设热电偶测温，热电偶另一端接入测温仪，测量三芯电缆在通以400A的电流瞬间至达到稳态情况下四个测温点的温度数据，得到的暂态的测试数据如图2所示，稳态的数据如图3所示。对应图2与图3中曲线图的时刻，封闭区域温度与各线芯导体温度的误差如表I所示。表I封闭区域温度与各线芯导体温度的误差
权利要求
1.三芯电缆导体温度的测量方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)在三芯电缆的三个线芯的金属屏蔽层连成的封闭区域内敷设测温光纤； (2)将测量得到的温度作为三芯电缆的三个线芯的导体的温度。
2.根据权利要求I所述的三芯电缆导体温度的测量方法，其特征在于，所述测温光纤的方向与三芯电缆的方向一致。
3.根据权利要求I所述的三芯电缆导体温度的测量方法，其特征在于，所述三芯电缆为处于暂态或稳态下的三芯电缆。
全文摘要
本发明公开了三芯电缆导体温度的测量方法，包括以下步骤(1)在三芯电缆的三个线芯的金属屏蔽层连成的封闭区域内敷设测温光纤；(2)将测量得到的温度作为三芯电缆的三个线芯的导体的温度。本发明在三芯电缆的三个线芯的金属屏蔽层连成的封闭区域中敷设测温光纤，即可准确测量三芯电缆稳态或暂态下的导体温度，测量过程更直接，测量结果更准确。
文档编号G01K11/32GK102865945SQ20121030599
公开日2013年1月9日 申请日期2012年8月24日 优先权日2012年8月24日
发明者刘刚, 闫澜锋, 胡倩楠, 周凡 申请人:华南理工大学