電力電纜研究畢業(yè)論文

緒論1.1本課題研究的背景及意義電力電纜是一種重要的電力輸送載體，隨著城鎮(zhèn)電網(wǎng)改造步伐的加快，電力電纜在城區(qū)電網(wǎng)的敷設(shè)數(shù)量增多，尤其是在中心城區(qū)，輸電線路使用電纜的比率不斷攀升。相比較于架空線路，地下電纜雖然投資成本較高，但其具有運(yùn)行可靠、不占用地面面積、不妨礙觀瞻的優(yōu)點(diǎn)，而且，部分場(chǎng)所由于存在腐蝕、易燃或者易爆物品，只有鋪設(shè)地下電纜。所以，在人口稠密的城市中，采用電纜方式供電，是當(dāng)前及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。在工程應(yīng)用中，電力電纜的選型是一項(xiàng)重要的工作。電力電纜選型的最主要問(wèn)題就是針對(duì)特定工況，確定電力電纜的截面，而合理的確定最大載流量是電力電纜截面選擇的要素。實(shí)際生產(chǎn)中，電纜的型號(hào)選擇和實(shí)際最大載流量受電纜不同的鋪設(shè)方式、外部環(huán)境條件和傳輸功率的影響顯著。因此，計(jì)算電纜在不同工況下的實(shí)際最大載流量，分析影響電纜最大載流量的各種因素，以及確定與敷設(shè)環(huán)境和條件相適合的電力電纜型號(hào)具有重要的意義。其中，如何準(zhǔn)確的計(jì)算不同敷設(shè)環(huán)境和條件下電力電纜的實(shí)際最大載流量，并將其作為復(fù)核電纜截面的依據(jù)，是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。電力電纜的最大載流量是指電纜導(dǎo)體在不超過(guò)允許溫度下能通過(guò)的最大的電流量。由此可見(jiàn)，電纜纜體溫度是影響電力電纜最大載流量的關(guān)鍵因素。在進(jìn)行電纜的設(shè)計(jì)選型時(shí)，應(yīng)考慮到電纜各個(gè)部分的損耗發(fā)熱、電纜鋪設(shè)狀況造成的散熱水平，使電纜在運(yùn)行時(shí)不會(huì)出現(xiàn)電纜本身溫度超出最高標(biāo)準(zhǔn)的情況。電纜絕緣材料的熱老化性能是決定電纜所能承受溫度的主要因素。若電纜長(zhǎng)期工作在高溫狀體，將會(huì)加速絕緣材料的老化，從而，縮短電纜的使用壽命。根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，除了電纜自身的材料，電纜的最大載流能力還受周圍的土壤情況、鋪設(shè)狀況的影響，相同的電纜在不同的外部條件下，其最大載流量的變化很大。實(shí)際工程中，我們往往首先通過(guò)最大負(fù)荷電流來(lái)選擇導(dǎo)線的初始截面，然后根據(jù)不同的敷設(shè)條件、環(huán)境等各種因素綜合考慮，計(jì)算電纜的實(shí)際最大載流量作為導(dǎo)線截面復(fù)核的依據(jù)。綜上所述，在絕大多數(shù)情況下，電力電纜所能通過(guò)的最大電流是由電纜維持正常運(yùn)行所能承受的最高溫度決定的，然而，由于鋪設(shè)狀況復(fù)雜，使得電纜最大載流能力的影響因素眾多，因而，有必要判斷出電纜載流能力的主要影響因素，并且挖掘影響因素與電纜最大載流量之間的映射規(guī)律，從而，能夠準(zhǔn)確地對(duì)電纜最大載流能力進(jìn)行估算。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀早在上世紀(jì)二十年代，電力電纜的載流能力問(wèn)題就被提出并討論。普遍認(rèn)為的是，埋地電纜的載流能力是由其所允許的最高溫度所決定的。電纜的最高溫度一般是出現(xiàn)在導(dǎo)體表面，所有，這種導(dǎo)體表面的最高溫度，就成為決定電纜載流能力的重要指標(biāo)而被專題討論。對(duì)于給定的導(dǎo)體表面的最高允許溫度和已知的大地溫度，電纜最高的溫升是可以知道的。允許的載流量就是恰好能夠產(chǎn)生相應(yīng)允許溫升的電流值。而在不考慮環(huán)境散熱的情況下，溫升是由于電阻熱效應(yīng)產(chǎn)生的，顯然，其值是I2R。電纜的溫升通?？梢苑譃槿N類型:其一，導(dǎo)體相對(duì)于護(hù)套的溫升；其二，護(hù)套相對(duì)于套管的溫升；其三，套管相對(duì)于大地的溫升。若都采用電路來(lái)進(jìn)行分析，相當(dāng)于三個(gè)電阻進(jìn)行了串聯(lián)，在通過(guò)電流后，所產(chǎn)生的溫升。電纜的最大載流能力是確定導(dǎo)線截面（即選擇導(dǎo)線型號(hào)）的重要依據(jù)。地下電纜選型時(shí)要考慮電纜敷設(shè)周圍地下環(huán)境情況。比如，土壤的導(dǎo)熱性能會(huì)影響電纜散熱，而由于城市用電需求的快速增長(zhǎng)，地下電纜的敷設(shè)越來(lái)越多，不同電纜間互為人工熱源，還有其他的一些不確定因素均會(huì)對(duì)電纜正常運(yùn)行造成影響，因而準(zhǔn)確的確定電纜的最大載流量變成設(shè)計(jì)中要考慮的關(guān)鍵問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外對(duì)電纜最大載流量計(jì)算方法主要有兩種，一種是基于電纜的等值熱路分析法[19]，是目前應(yīng)用最廣泛的一種方法，我國(guó)當(dāng)前施行的各種標(biāo)準(zhǔn)和電力電纜設(shè)計(jì)規(guī)范[21-23]中最大載流量的計(jì)算都是以此為基礎(chǔ)的。另外一種是數(shù)值計(jì)算法[1-11]，根據(jù)熱力學(xué)原理及電纜周圍的溫度分布情況最終求得電纜的最大載流量。IEC60287標(biāo)準(zhǔn)是電纜最大載流量等值熱路分析法的典型代表。此標(biāo)準(zhǔn)是由國(guó)際電工委員會(huì)1982年制定的電纜最大載流量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)完善得來(lái)，歷時(shí)20多年。而電纜最大載流量計(jì)算公式的最早提出是大電網(wǎng)會(huì)議1964年的報(bào)告。根據(jù)廠家提供的電纜材料信息和與環(huán)境條件有關(guān)的參數(shù)實(shí)測(cè)值，該方法可以方便地得到電纜的最大載流量，適用于解決工程實(shí)際問(wèn)題，這也是該方法目前廣泛應(yīng)用的主要原因[1]。數(shù)值分析的方法包括有限元法[1-7]、邊界元法、有限差分法[8]、有限容積法[9-11]、容積法與熱路法結(jié)合的方法等，目前已有大量的研究。數(shù)值分析的好處是，能夠通過(guò)建立不同的敷設(shè)條件和環(huán)境下綜合考慮各種影響因素的數(shù)學(xué)模型，較為準(zhǔn)確地計(jì)算出電力電纜的實(shí)際載流能力。此外，電纜在地下環(huán)境中自然散熱的情況也有較多相關(guān)研究，計(jì)算模型大多選擇直埋[6,13]或電纜溝[14-15]形式。文獻(xiàn)[1]考慮了多種敷設(shè)形式地下電纜的溫度場(chǎng)，并運(yùn)用有限元方法進(jìn)行建模，并運(yùn)用雙點(diǎn)弦截的迭代方法進(jìn)行求解計(jì)算，同時(shí)詳細(xì)的分析了對(duì)地下電纜載流量有影響的各種因素。文獻(xiàn)[16]介紹了電纜載流量計(jì)算方法的發(fā)展，并分析比較了各類方法的優(yōu)缺點(diǎn)。文獻(xiàn)[17]分析了熱路分析法的特點(diǎn)，并針對(duì)不同的敷設(shè)條件對(duì)該算法進(jìn)行改進(jìn)，形成工程實(shí)用算法。文獻(xiàn)[18]在計(jì)算最大載流量的基礎(chǔ)之上，提出了電力電纜優(yōu)化敷設(shè)的方法，具有工程指導(dǎo)意義。1.3本論文主要工作本文針對(duì)高壓電纜最大載流能力估算問(wèn)題，根據(jù)實(shí)際中廣泛應(yīng)用的基于等值熱路分析法的IEC計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合統(tǒng)計(jì)分析理論，提出了一種高壓電纜最大載流量的工程簡(jiǎn)化計(jì)算方法，為解決高壓電纜選型的工程實(shí)踐問(wèn)題提供了依據(jù)。本文主要工作包括：首先，針對(duì)目前常用的高壓電纜類型，比較了高壓充油電纜與塑料絕緣電纜的結(jié)構(gòu)型式，并以XLPE電纜為例詳細(xì)介紹了電纜的結(jié)構(gòu)組成及作用，為高壓電纜的選型提供參考依據(jù)。其次，以兩種電纜直埋單回路水平排列為例，分析了土壤溫度、熱阻率、導(dǎo)線間距、直埋深度分別對(duì)電纜載流量的影響，并簡(jiǎn)單分析了電纜最大載流量與排列形式以及回路數(shù)量之間的關(guān)系。再次，以山東省電力工程咨詢?cè)弘娎|計(jì)算軟件為基礎(chǔ)，通過(guò)多元線性回歸分析，建立以土壤溫度、熱阻系數(shù)、導(dǎo)線間距、直埋深度為自變量、電纜最大載流量為因變量的工程簡(jiǎn)化算法，并驗(yàn)證算法的有效性。高壓電力電纜結(jié)構(gòu)特性2.1引言針對(duì)不同的敷設(shè)條件，在電纜設(shè)計(jì)選型時(shí)，除了要滿足電氣性能外，應(yīng)充分考慮電纜的絕緣層、外護(hù)套、阻燃性等。因此，為了選擇合適的電纜型號(hào)，首先要清楚電纜的結(jié)構(gòu)組成，并了解電纜各部分的作用。針對(duì)目前常用的高壓電纜類型，本章首先比較了高壓充油電纜與塑料絕緣電纜的結(jié)構(gòu)型式，并以XLPE電纜為例詳細(xì)介紹了電纜的結(jié)構(gòu)組成及作用，為高壓電纜的選型提供參考依據(jù)。2.2油浸紙絕緣電纜與XLPE絕緣電纜充油電纜及塑料絕緣電纜為目前國(guó)內(nèi)220kV電壓等級(jí)常見(jiàn)的電纜。充油電纜依靠其中的油料作絕緣介質(zhì)，需要一套相應(yīng)的系統(tǒng)來(lái)供油。充油電纜對(duì)高差、油壓等有較嚴(yán)格的要求，需要壓力油箱等附件，供油系統(tǒng)要有相應(yīng)的場(chǎng)地。當(dāng)電纜長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，供油系統(tǒng)就更復(fù)雜，油務(wù)管理難免較麻煩，運(yùn)行維護(hù)亦較困難。擠壓塑料絕緣電力電纜，以交聯(lián)聚乙烯(XLPE)、聚乙烯(PE)和乙丙乙烯(EPR)等塑料為絕緣材料(其中以交聯(lián)聚乙烯為主，國(guó)內(nèi)只生產(chǎn)交聯(lián)聚乙烯電纜)的干式電纜，不需附加供油系統(tǒng)，減少了許多運(yùn)行維護(hù)的麻煩，且工作可靠，具有明顯的優(yōu)越性，近年來(lái)獲得了迅速的發(fā)展。國(guó)外在500kV電壓等級(jí)以下，大部分充油電纜已經(jīng)被塑料絕緣電纜取代，而我國(guó)近年來(lái)新建220kV線路大多采用XLPE交聯(lián)聚乙烯電纜。油浸紙絕緣電纜與交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜結(jié)構(gòu)比較見(jiàn)圖2-1、2-2、2-3、2-4油浸紙絕緣統(tǒng)包型電纜圖2-1三芯油浸紙絕緣電力電纜結(jié)構(gòu)圖1—扇形導(dǎo)體；2—導(dǎo)體屏蔽；3—油浸紙絕緣；4—填充物；5—統(tǒng)包油浸紙絕緣；6—絕緣屏蔽；7—鉛（或鋁）護(hù)套；8—墊層；9—鋼絲鎧裝；10—聚氯乙烯外護(hù)套油浸紙絕緣分相鉛包（鋁包）型電纜圖2-2分相鉛套電力電纜結(jié)構(gòu)圖導(dǎo)體；2—導(dǎo)體屏蔽；3—油紙絕緣層；4—絕緣屏蔽；5—鉛護(hù)套；6—內(nèi)墊層及填料；7—鎧裝層；8—外被層；國(guó)產(chǎn)交聯(lián)聚乙烯電纜主要分為YJLV和YJV。其中YJ指交聯(lián)聚乙烯，L意味著是鋁芯（銅芯可省略），V指PVC護(hù)套。圖2-3,2-4分別為單芯XLPE交聯(lián)聚乙烯電纜結(jié)構(gòu)圖和實(shí)體圖：圖2-3單芯XLPE電纜結(jié)構(gòu)圖圖2-4單芯XLPE電纜2.3高壓XLPE電纜型號(hào)及其應(yīng)用場(chǎng)合表2-1高壓XLPE電纜型號(hào)及其應(yīng)用場(chǎng)合型號(hào)電纜名稱應(yīng)用場(chǎng)合YJLV(YJV)鋁（銅）芯XLPE絕緣PVC護(hù)套電力電纜電纜主要應(yīng)用在隧道或管道中，電纜不能承受拉力和壓力YJLV(YJY)鋁（銅）芯XLPE絕緣PE護(hù)套電力電纜主要應(yīng)用在隧道或管道中，承受拉力和壓力能力差，但有良好防潮能力YJLLW02(YJLW02)鋁（銅）芯XLPE絕緣皺紋鋁包防水層PVC護(hù)套電力電纜應(yīng)用在隧道或管道中，承受拉力能力差，承受壓力能力較好，可用于潮濕及地下水位較高的地方Y(jié)JLQ02(YJQ02)鋁（銅）芯XLPE絕緣鉛包PVC護(hù)套電力電纜電纜可應(yīng)用在隧道或管道中，不能承受拉力和壓力YJLQ11(YJQ11)鋁（銅）芯XLPE絕緣鉛包粗鋼絲鎧裝纖維外被電力電纜應(yīng)用于水底，具有承受拉力的能力2.4XLPE絕緣電纜結(jié)構(gòu)組成及作用導(dǎo)體緊壓型線芯作用：a、外表面光滑，可以防止電場(chǎng)集中；b、防止擠塑半導(dǎo)電屏蔽層時(shí)半導(dǎo)電料進(jìn)入線芯；c、起到良好的防水效果。導(dǎo)體屏蔽層作用：a、屏蔽層可以均勻電場(chǎng)，同時(shí)可以降低場(chǎng)強(qiáng)；b、提高電纜局放的起始放電電壓，從而可以減少局放的可能；c、抑制樹枝生長(zhǎng)；d、熱屏障作用。絕緣層作用：a、能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定承受工作電壓及過(guò)電壓，所以耐電強(qiáng)度與穩(wěn)定性能是最重要部分；b、在導(dǎo)體熱作用條件下保持耐電強(qiáng)度。表2-2各種絕緣材料的物理性能材料抗拉強(qiáng)度（kg?cm2）伸張度(%)密度(g?cm3)抗磨性聚氯乙烯PVC1682601.2-1.5差差聚乙烯PE983000.92差差交聯(lián)聚乙烯XLPE2101201.2聚四氯乙烯TFE2101502.15費(fèi)化乙30丙烯FEP2101502.15差差ETFETefzel(ETFE)4201501.7好好氯?。ǘ┫鹉zKynar4973001.76好好硅膠Silicone56-126100-8001.15-1.38差氯丁橡膠Neoprene10.5-28060-7001.23好好丁基橡膠Butyl49-105500-7000.92EPDMEPDM84-1193000.86-0.87橡膠碳氧化合物Viton1683501.4-1.95聚氨酯Urethane350-560100-6001.24-1.26好好聚酰亞胺Nylon280-490300-6001.1好好薄膜Kapton12607071.42優(yōu)優(yōu)聚酯薄膜Mylar9101851.39優(yōu)優(yōu)Polyakene140-490200-3001.76好好表2-3各種絕緣材料的電性能材料絕緣強(qiáng)度（kV?cm-1）介電常數(shù)損耗系數(shù)體積電阻率（Ω?cm）聚氯乙烯PVC165-70.022×1014聚乙烯PE192.30.0051016交聯(lián)聚乙烯XLPE282.30.0051016聚四氯乙烯TFE192.10.00031018費(fèi)化乙30丙烯FEP202.10.00031018ETFETefzel(ETFE)202.60.0051016氯?。ǘ┫鹉zKynar67.70.022×1014硅膠Silicone23-283-3.60.0032×1015氯丁橡膠Neoprene4590.031011丁基橡膠Butyl242.30.0031017EPDMEPDM242.30.0031017橡膠碳氧化合物Viton204.20.142×1013聚氨酯Urethane18-206.7-7.50.0552×1011聚酰亞胺Nylon154-100.024.5×1013薄膜Kapton1063.50.0031018聚酯薄膜Mylar1023.10.156×1016Polyakene743.50.0286×1013絕緣屏蔽層作用：通過(guò)把氣隙屏蔽，防止絕緣與金屬之間產(chǎn)生氣隙造成的影響，保證能緊密貼合絕緣。5）金屬護(hù)套金屬護(hù)套有二大功能：（1）隔水作用：金屬套是電纜的徑向防水層，對(duì)于交聯(lián)電纜，可防止XLPE絕緣接觸到水分產(chǎn)生水樹枝；（2）作為故障時(shí)零序短路電流的通道。目前高壓交聯(lián)電纜的金屬護(hù)套主要有二種：合金鉛護(hù)套、皺紋鋁護(hù)套。鉛套電纜主要適合潮濕或者腐蝕性較強(qiáng)的環(huán)境，因?yàn)殂U套電纜柔軟，可彎曲，密閉性非常好，且有一定的耐腐蝕性。但是機(jī)械輕度不高，所以再震動(dòng)或者壓力較大的時(shí)候不適用。此外，由于鉛的密度比較大，電阻率高，允許的短路電流較小。而皺紋呂套機(jī)械強(qiáng)度高，電阻率小，允許的短路電流相對(duì)較大，且由于省略了銅絲屏蔽，重量明顯比合金鉛護(hù)套電纜小。目前，國(guó)內(nèi)交聯(lián)電纜基本上采用波紋鋁護(hù)套，國(guó)內(nèi)電纜廠家生產(chǎn)的電纜也以波紋鋁護(hù)套為主。6）外護(hù)套在[23]中，交聯(lián)電纜外護(hù)套材料有聚氯乙烯（PVC）和聚乙烯（PE）兩種。由于PE外護(hù)套阻燃效果差，[24]中不推薦其在隧道中使用。PVC相對(duì)于PE而言，在溫度環(huán)境較高的情況下也能有良好的彎曲性，且易于粘附外表面石墨圖層，阻燃性能優(yōu)良。普通的PVC護(hù)套氧指數(shù)約為26，如果加入阻燃劑量比較大的話，氧指數(shù)可以升到30。PE做為非極性材料，對(duì)于絕緣來(lái)說(shuō)性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PVC，而且對(duì)潮濕環(huán)境的耐受性較好。因此在要求高阻燃的情況優(yōu)先考慮PVC護(hù)套，而且潮濕環(huán)境及絕緣要求高的情況則應(yīng)優(yōu)先考慮PE護(hù)套。⑴電纜隧道內(nèi)應(yīng)用YJLW02-Z-ZC聚氯乙烯外護(hù)套，聚氯乙烯電纜具有一定阻燃性，雖機(jī)械特性不如聚乙烯，但考慮到隧道防火要求，電纜隧道內(nèi)各回路之間無(wú)法進(jìn)行有效隔斷，因此對(duì)電纜本身的防火要求較高。隧道電纜敷設(shè)牽引力和側(cè)壓力小，因此電纜采用阻燃聚氯乙烯外護(hù)套。⑵直埋電纜、排管、溝埋用YJLW03-Z-ZC聚氯乙烯，聚氯乙烯和聚乙烯為高壓交聯(lián)電纜的外護(hù)套主要兩種材料。聚乙烯作為非極性材料，絕緣性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于聚氯乙烯，而且對(duì)潮濕環(huán)境的耐受性較好，機(jī)械強(qiáng)度大，敷設(shè)時(shí)能夠承受較大牽引力和側(cè)壓力。⑶由于普通PVC材料在火災(zāi)中產(chǎn)生大量有毒的鹵化氫氣體，對(duì)隧道內(nèi)設(shè)施產(chǎn)生腐蝕，并對(duì)消防員生命帶來(lái)危害。由于新的材料不斷改進(jìn)，帶阻燃效果的無(wú)鹵低煙PE材料也已經(jīng)在工程中大量采用，并且取得了良好效果。有特殊要求的區(qū)域，根據(jù)規(guī)程，可推薦采用無(wú)鹵低煙阻燃的PE外護(hù)套。⑷結(jié)合當(dāng)?shù)毓╇姽具\(yùn)行部門的意見(jiàn)選取。7）電纜截面選擇運(yùn)行溫度是衡量電纜工況的一個(gè)重要指標(biāo)。負(fù)荷為額定負(fù)荷時(shí)，電纜的導(dǎo)體溫度為正常值。負(fù)荷一旦超過(guò)額定負(fù)荷，會(huì)造成電纜過(guò)載，電纜的導(dǎo)體發(fā)熱加劇，造成溫度升高，會(huì)加速絕緣老化，甚至?xí)l(fā)生熱擊穿。溫度過(guò)熱會(huì)加速絕緣老化，而絕緣與導(dǎo)體接觸部分在運(yùn)行時(shí)溫度是最高的，因此，根據(jù)導(dǎo)體溫度，就能判斷電纜中的電流是否已經(jīng)到達(dá)臨界值。電纜載流量標(biāo)準(zhǔn)如IEC60287、IEC287-82等。載流量的影響因素較多，如電纜的結(jié)構(gòu)尺寸，材料性能及敷設(shè)條件等。其中結(jié)構(gòu)尺寸、材料性能通過(guò)制造廠家完善的生產(chǎn)制造工藝及質(zhì)量控制體系都能夠滿足使用需要，但電纜的敷設(shè)條件由于受到用戶安裝技術(shù)水平及工程現(xiàn)場(chǎng)施工條件等多方面因素影響，使得同性能電纜載流量出現(xiàn)較大浮動(dòng)。以220kV交聯(lián)聚乙烯電力電纜例，由于電纜敷設(shè)中周圍媒質(zhì)的熱阻對(duì)電纜載流量的影響，同產(chǎn)品電纜在不同敷設(shè)方式下載流量相差較大，且因不合理的敷設(shè)方式導(dǎo)致電纜使用后發(fā)生熱擊穿的故障，時(shí)有發(fā)生。因此需合理選擇電纜敷設(shè)方式，以便用戶正確合理的使用電纜，提高電網(wǎng)傳輸容量，延長(zhǎng)電纜的使用壽命，避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失。電纜通常敷設(shè)方式，即空氣與土壤直埋方式，電纜載流量標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算公式如下:（2-1）其中:I: 載流量（A）△θ: 導(dǎo)體溫度與環(huán)境溫度之差（℃）θ0: 電纜溝道內(nèi)溫升（℃）R: 90℃導(dǎo)體交流電阻（Ω/m）n: 電纜中載流導(dǎo)體數(shù)量Wd: 絕緣介質(zhì)損耗λ1: 護(hù)套和屏蔽損耗因數(shù)λ2: 金屬鎧裝損耗因數(shù)T1: 導(dǎo)體與金屬護(hù)套間絕緣層熱阻（k·m/w）T2: 金屬護(hù)套與鎧裝層之間內(nèi)襯層熱阻（k·m/w）T3: 電纜外護(hù)層熱阻（k·m/w）T4: 電纜表面與周圍媒介之間熱阻（k·m/w）式中大部分的參數(shù)除了T4外，只與電纜本身的構(gòu)造和材料有關(guān)，與電纜的敷設(shè)方式無(wú)關(guān)?？梢杂糜?jì)算式，查表或者查閱出廠參數(shù)等方法得到。但是T4不僅與外界敷設(shè)方式相關(guān)，還與其他電纜的影響有關(guān)系。

電纜載流量的影響因素分析3.1引言工程實(shí)際中發(fā)現(xiàn)，電力電纜初始建設(shè)成本較高，后期維護(hù)修理比較困難，因此綜合考慮各種影響因素以便合理確定其載流量，對(duì)保證電力電纜運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性具有重要意義。結(jié)合電力電纜載流量的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算公式可知，載流量不僅與自身的材料、結(jié)構(gòu)形式有關(guān)，還受到實(shí)際環(huán)境和鋪設(shè)條件的影響，這導(dǎo)致了同種電纜在不同的敷設(shè)形式和環(huán)境下，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)比較其實(shí)際載流量有很大的差別。為了更準(zhǔn)確地估算電纜的載流能力，減小選型偏差，需要在考慮理論載流量的同時(shí)兼顧溫度、土壤等氣象和地質(zhì)條件進(jìn)行綜合分析。通過(guò)對(duì)直埋電纜進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，電纜的最高工作溫度是限制電纜載流量的主要因素。電纜的最高工作溫度是指為保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，電纜在正常運(yùn)行時(shí)溫度不能超過(guò)的溫度的限值。因此本章基于對(duì)電纜運(yùn)行時(shí)溫度產(chǎn)生較大影響的因素對(duì)電纜的實(shí)際載流量影響較大這一特點(diǎn)，對(duì)影響電纜載流量的主要因素進(jìn)行分析并結(jié)合仿真結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。土壤的存在勢(shì)必會(huì)影響電纜的散熱。根據(jù)傳熱學(xué)原理，電纜在最高溫度工作時(shí)土壤受電纜影響溫度會(huì)升高，電纜與土壤之間的溫度差別會(huì)逐漸減小，溫差的降低將導(dǎo)致電纜產(chǎn)熱難以散發(fā)出去；另外，土壤的熱阻率的大小也會(huì)影響電纜的散熱。根據(jù)實(shí)測(cè)比較，空氣的熱阻率遠(yuǎn)比土壤的熱阻率小的多，直埋敷設(shè)時(shí)電纜產(chǎn)生的熱量要通過(guò)土壤向地表散熱，最終傳遞到空氣中，因而土壤導(dǎo)熱性能的好壞對(duì)電纜的載流量影響較大；直埋深度越深電纜的熱量就越不容易散發(fā)，因而直埋深度也會(huì)影響電纜的載流量。電纜發(fā)熱的相互影響也是一個(gè)重要因素，單根電纜在其他電纜的作用下流過(guò)同樣的電流其溫度要升高，在溫度的限制之下單根電纜的載流量必然會(huì)受其他電纜發(fā)熱的影響，而導(dǎo)線的排列形式和間距，接地方式、有無(wú)回填土等因素都將影響電纜間發(fā)熱相互作用的大小。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，本章主要考慮土壤溫度、土壤熱阻率、導(dǎo)線間距、直埋深度作為電纜載流量的影響因素，以山東省電力工程咨詢?cè)弘娎|設(shè)計(jì)軟件為基礎(chǔ)，采用仿真的手段獲取了電纜在不同情況下的實(shí)際載流量，對(duì)載流量的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，并以圖表的形式呈現(xiàn)了電纜載流量與各因素之間的關(guān)系。并在此基礎(chǔ)上簡(jiǎn)單分析，對(duì)電纜載流量與敷設(shè)環(huán)境、排列形式以及回路數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行了總結(jié)。3.2電纜設(shè)計(jì)軟件簡(jiǎn)介山東省電力工程咨詢?cè)弘娎|設(shè)計(jì)軟件由北京道亨公司開發(fā)，該軟件通用性較好，在實(shí)際中得到廣泛的應(yīng)用。對(duì)于不同的電壓等級(jí)、不同型號(hào)電纜的載流量計(jì)算有良好的適用性。操作簡(jiǎn)單，界面簡(jiǎn)介，容易上手。新建工程時(shí)，會(huì)出現(xiàn)如圖3-1界面，使用步驟為首先，點(diǎn)擊增加施工段按鈕，并確定施工段長(zhǎng)度；其次針對(duì)實(shí)際情況，在敷設(shè)條件中選擇電纜敷設(shè)方式，并可以通過(guò)設(shè)置敷設(shè)信息按鈕來(lái)進(jìn)行具體的參數(shù)設(shè)定。在電纜屬性中，可以選擇電纜的型號(hào)，設(shè)置電纜最高工作溫度、工作電壓、工作頻率。再次，在排列方式和接地方式下拉菜單中選擇電纜的排列方式和接地方式；最后點(diǎn)擊計(jì)算載流量按鈕，即可求得在設(shè)定工況下電纜的載流量。軟件界面如圖3-1：圖3-1電纜設(shè)計(jì)軟件界面由于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)有限，本文以山東省電力工程咨詢?cè)弘娎|設(shè)計(jì)軟件為基礎(chǔ)，采用仿真的手段來(lái)獲取電纜在不同情況下的實(shí)際載流量。后續(xù)章節(jié)中電纜載流量的計(jì)算值，都是以該軟件為基礎(chǔ)通過(guò)設(shè)定不同的參數(shù)來(lái)求得的。3.3電纜載流量的影響因素分析直埋電纜載流量的影響因素有很多，本章以單回路直埋電纜為例，分別考慮了土壤溫度、土壤熱阻系數(shù)、導(dǎo)線間距以及直埋深度與載流量的關(guān)系；為避免單一型號(hào)電纜分析結(jié)果的偶然性，本文選取YJLm2交聯(lián)電纜和YJV127-220kV1200mm2電纜兩種不同型號(hào)的電纜。YJLm2交聯(lián)電纜的結(jié)構(gòu)見(jiàn)表3-1，YJV127-220kV1200mm2電纜結(jié)構(gòu)見(jiàn)表3-2。表3-1YJLm2交聯(lián)電纜的結(jié)構(gòu)名稱結(jié)構(gòu)外徑（mm）厚度（mm）材料導(dǎo)體線芯導(dǎo)體40銅半導(dǎo)體包帶導(dǎo)體屏蔽40.60.3半導(dǎo)體內(nèi)屏蔽導(dǎo)體屏蔽43.61.5半導(dǎo)體絕緣絕緣75.616交聯(lián)聚乙烯外屏蔽絕緣屏蔽77.61半導(dǎo)體緩沖阻水層內(nèi)襯層81.62交聯(lián)聚乙烯皺紋鋁護(hù)套金屬護(hù)套86.22.3鋁內(nèi)襯層內(nèi)襯層98.26交聯(lián)聚乙烯瀝青內(nèi)襯層98.70.25交聯(lián)聚乙烯MDPE護(hù)套料外護(hù)層107.74.5聚乙烯石墨涂層外護(hù)層107.70聚乙烯表3-2YJV127-220kV1200mm2電纜結(jié)構(gòu)名稱結(jié)構(gòu)外徑(mm)厚度(mm)材料導(dǎo)體導(dǎo)體41.70銅導(dǎo)體屏蔽導(dǎo)體屏蔽46.22.25半導(dǎo)體絕緣絕緣94.224交聯(lián)聚乙烯金屬護(hù)套金屬護(hù)套126.72.6鋁外護(hù)層外護(hù)層136.75聚氯乙烯工況設(shè)定：導(dǎo)體最高工作溫度：90℃，無(wú)鎧裝，YJLm2交聯(lián)電纜工作電壓110kV，YJV127-220kV1200mm2電纜工作電壓220kV敷設(shè)方式：直埋敷設(shè)施工段長(zhǎng)：1Km排列方式：?jiǎn)位芈匪脚帕薪拥胤绞剑簡(jiǎn)吸c(diǎn)接地載流量1：YJLm2交聯(lián)電纜的載流量載流量2：YJV127-220kV1200mm2電纜的載流量其它條件：直埋敷設(shè)時(shí)不考慮土壤水分遷移局部干燥直埋敷設(shè)時(shí)考慮土壤水分遷移局部干燥空氣中敷設(shè)時(shí)不考慮陽(yáng)光直射空氣中敷設(shè)時(shí)考慮陽(yáng)光直射3.3.1電纜載流量與土壤溫度之間的關(guān)系圖3-2電纜載流量與土壤溫度之間的關(guān)系土壤溫度從5℃到50℃以2℃的步長(zhǎng)遞增，導(dǎo)線間距：200mm導(dǎo)線直埋深度：1000mm，濕潤(rùn)土壤的熱阻系數(shù)：1.0Km通過(guò)附表1中數(shù)據(jù)和圖3-2觀察，可以發(fā)現(xiàn)，隨著土壤溫度的升高電纜的載流量下降，而且土壤溫度對(duì)載流量的影響近似成線性關(guān)系。當(dāng)土壤溫度升高時(shí)，土壤的散熱能力變差，電纜在最高容許溫度工作時(shí)電纜與土壤的溫度差變小，電纜熱量不容易散發(fā)出去，在考慮土壤有水分遷移局部干燥的情況之下，土壤的熱阻變大導(dǎo)致土壤的散熱能力更差。根據(jù)電氣標(biāo)準(zhǔn)IEC60287的相關(guān)內(nèi)容，在電纜表面溫度超過(guò)50℃時(shí)，直埋電纜周圍的土壤會(huì)發(fā)生水分遷移的現(xiàn)象而變得干燥，此時(shí)其載流量應(yīng)該按照干燥土壤的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)考慮。由于濕潤(rùn)土壤和干燥土壤的散熱能力不同，因而考慮土壤水分遷移局部干燥與不考慮水分遷移局部干燥時(shí)，同種電纜的載流量會(huì)有明顯差異。由圖表可見(jiàn)兩種型號(hào)電纜不同情況下載流量不同，但是差距不明顯，原因可能是受所選導(dǎo)線型號(hào)的影響。正常情況下某一地區(qū)的土壤溫度基本固定，但在進(jìn)行電纜路徑規(guī)劃的時(shí)候可以通過(guò)遠(yuǎn)離熱源地區(qū)，盡量選擇土壤溫度較低的地區(qū)進(jìn)行敷設(shè)的方法提高電纜載流量。3.3.2電纜載流量與土壤熱阻系數(shù)之間的關(guān)系圖3-3電纜載流量與土壤熱阻系數(shù)之間的關(guān)系假設(shè)土壤溫度恒定為20℃，導(dǎo)線間距200mm，導(dǎo)線直埋深度1000mm，土壤的熱阻系數(shù)從0.3到3以0.1的步長(zhǎng)增加（媒質(zhì)熱阻增加）?？紤]土壤水分遷移，局部干燥的情況時(shí)，假定土壤臨界溫升為5土壤的熱阻系數(shù)主要取決于土壤類型、土壤的含水量、空氣隙等，土壤熱阻系數(shù)的變化對(duì)載流量的影響很大，土壤的熱阻系數(shù)對(duì)土壤的含水量變化十分敏感，因而對(duì)于土壤水分遷移局部干燥和局部不干燥的情況下電纜的載流量會(huì)有明顯的差異。從附表2數(shù)據(jù)和圖3-3中發(fā)現(xiàn)，電力電纜的載流量隨著土壤熱阻系數(shù)的增加而減小，即隨著土壤熱阻系數(shù)的增加，土壤的導(dǎo)熱性能變差，從而不利于電纜熱量的散耗。兩者之間呈現(xiàn)非線性降低的趨勢(shì)，隨著熱阻系數(shù)的持續(xù)增大，其載流量的降低趨勢(shì)越來(lái)越不明顯。在實(shí)際工程中，由于我國(guó)各地土壤狀況不同，需要考慮電纜敷設(shè)地區(qū)的具體情況選取相應(yīng)的土壤熱阻系數(shù)，對(duì)理想載流量計(jì)算公式進(jìn)行修正。目前許多降低電纜外部熱阻系數(shù)的方式已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，例如采用低熱阻系數(shù)的回填土，或向排管內(nèi)泵入具有良好導(dǎo)熱性能的填充介質(zhì)等。3.3.3電纜載流量與導(dǎo)線間距之間的關(guān)系圖3-4電纜載流量與導(dǎo)線間距之間的關(guān)系導(dǎo)線間距從150mm到1500mm以50mm的步長(zhǎng)遞增，導(dǎo)線直埋深度1000mm，土壤熱阻系數(shù)1，土壤溫度20℃通過(guò)附表3中數(shù)據(jù)和圖3-4可以發(fā)現(xiàn)，隨著導(dǎo)線的間距增大，電纜的載流量增加，但當(dāng)導(dǎo)線間距離增大到一定程度后，電纜載流量隨導(dǎo)線間距的增大變化不明顯。當(dāng)導(dǎo)線間距離較小時(shí)，電纜發(fā)熱相互影響作用較大，增大導(dǎo)線間距有利于電纜的散熱，從而使電纜纜芯溫度降低，載流量提高。隨著導(dǎo)線間距的增加，電纜發(fā)熱相互作用的效果減弱，因而當(dāng)導(dǎo)線間距增大到一定程度后導(dǎo)線受其他導(dǎo)線發(fā)熱的影響作用不明顯，因而載流量增加不明顯，同時(shí)通過(guò)觀察軟件計(jì)算數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，隨著導(dǎo)線間距的增加，發(fā)現(xiàn)媒質(zhì)熱阻下降，護(hù)套損耗降低。3.3.4電纜載流量與直埋深度之間的關(guān)系圖3-5電纜載流量與直埋深度之間的關(guān)系通過(guò)對(duì)附表4中數(shù)據(jù)和圖3-5觀察可發(fā)現(xiàn)，隨著直埋深度的增加電纜的載流量降低。一方面，土壤深度越深的地方，與地表進(jìn)行熱交換就越少，溫度不易受地表溫度影響；另一方面，不同直埋深度的電纜在熱量散失過(guò)程中需要經(jīng)過(guò)的土壤厚度也不同，在假設(shè)土壤熱阻系數(shù)不變的條件下，直埋深度越深，土壤的熱阻越大，不利于電纜散熱，這種情況將導(dǎo)致載流量減小，造成電纜傳輸能力下降。在此基礎(chǔ)上，隨著電纜在土壤里的深度進(jìn)一步增加，由于與地表的熱交換可以忽略，即不考慮地表溫度的影響，則電纜直埋深度對(duì)電纜的載流量影響呈現(xiàn)減弱的趨勢(shì)。3.3.5不同敷設(shè)形式對(duì)電纜載流量的影響圖3-6不同敷設(shè)形式對(duì)電纜載流量的影響電纜單回路水平排列與單回路三角形排列電纜載流量比較。土壤溫度從5℃到50℃以2℃的步長(zhǎng)遞增，導(dǎo)線間距：200mm導(dǎo)線直埋深度：1000mm（三角形排列時(shí)三角形中心距地面的距離）電纜水平排列與三角形排列相比，水平排列時(shí)電纜的散熱效果要比三角形排列時(shí)散熱效果要好。這是由于采用三角形排列方式時(shí)，電纜之間往往排列較為緊密甚至相互接觸，增加電纜金屬護(hù)套的渦流損耗值，從而不利于熱量的散耗，因此在其他因素相同時(shí)，水平排列時(shí)的載流量應(yīng)比三角形排列時(shí)載流量大。但通過(guò)附表5中數(shù)據(jù)觀察可得，三角形排列時(shí)比水平排列時(shí)的載流量要大。對(duì)相關(guān)因素進(jìn)行分析可知，由于三根電纜的直埋深度不同，雖然三角形中心距地面距離同樣為1000mm，但考慮到直埋深度會(huì)對(duì)載流量造成一定影響，需要進(jìn)行進(jìn)一步的仿真驗(yàn)證。為進(jìn)一步驗(yàn)證理論分析所得結(jié)論的正確性，將電纜于空氣中敷設(shè)并比較三角形排列與水平排列時(shí)電纜的載流量，同樣的使空氣溫度從5℃到50℃以2℃的步長(zhǎng)遞增。由仿真結(jié)果可知，水平排列時(shí)電纜的載流量大于三角形排列時(shí)的載流量，因而對(duì)上表中現(xiàn)象原因分析正確，即忽略其余因素的影響3.3.6電纜水平單回路敷設(shè)與水平雙回路敷設(shè)電纜載流量的比較圖3-7電纜水平單回路敷設(shè)與水平雙回路敷設(shè)電纜載流量的比較土壤溫度從5℃到50℃以2℃的步長(zhǎng)遞增，單回導(dǎo)線間距：200mm，回路間距：400mm，導(dǎo)線直埋深度：1000mm從附表6中數(shù)據(jù)和圖3-7觀察可知，電纜單回路排列時(shí)的載流量明顯大于雙回路排列時(shí)的載流量。電纜單回路排列時(shí)不考慮外部熱源的影響，電纜載流量與自身結(jié)構(gòu)、土壤溫度、土壤熱阻系數(shù)、直埋深度、導(dǎo)線間距等因素有關(guān)，雙回路甚至多回路排列時(shí)，多回電纜之間將產(chǎn)生電和磁的相互影響，加之若將其它回路電纜考慮為外部熱源，則其它回路電纜的發(fā)熱會(huì)對(duì)該回路的散熱造成影響，因而受其它回路發(fā)熱的影響，該回路電纜的載流量降低。因此，在電纜群密集敷設(shè)時(shí)需要考慮隨著回路數(shù)的增多，導(dǎo)致各回路的損耗增大且散熱變差的情況。除此之外，電纜回路的排列相序等因素也會(huì)對(duì)電纜之間相互作用所導(dǎo)致的渦流損耗產(chǎn)生影響。因此，通過(guò)對(duì)電纜的排列配置方式進(jìn)行合理的安排，可以有效減少渦流損耗，從而增加電纜載流量。3.3.7空氣中敷設(shè)電纜載流量與溫度之間的關(guān)系圖3-8空氣中敷設(shè)電纜載流量與溫度之間的關(guān)系與直埋電纜得出的結(jié)論類似，在空氣中敷設(shè)的電力電纜的載流量與溫度之間的關(guān)系同樣呈線性下降的趨勢(shì)，即隨著空氣溫度的升高，電纜載流量逐漸減小。尤其是在考慮陽(yáng)光直射的情況下，空氣溫度進(jìn)一步升高，相同溫度條件下，載流量的減小更為明顯。考慮到空氣的熱阻系數(shù)遠(yuǎn)比土壤的熱阻系數(shù)小很多，因此空氣中敷設(shè)的電纜與地下電纜相比，電纜周圍的熱阻要比直埋敷設(shè)時(shí)的熱阻小得多，散熱條件更好，因此在空氣中敷設(shè)時(shí)電纜的載流量會(huì)明顯變大。在實(shí)際工程應(yīng)用中計(jì)算電纜長(zhǎng)期允許載流量的時(shí)候，需要根據(jù)電纜載流量與溫度的關(guān)系，將冬季和夏季對(duì)應(yīng)的極端溫度情況納入考慮，以修正理想載流量計(jì)算值。3.4結(jié)論通過(guò)上述分析可知，電纜載流量不僅與自身材料的特性有關(guān)，而且受周圍環(huán)境、敷設(shè)條件、敷設(shè)方式的影響較大，外部周圍介質(zhì)的熱阻對(duì)電纜載流量影響顯著。因而在工程應(yīng)用中，一般會(huì)采取合理方式，加快電纜的散熱過(guò)程，從而提高電纜的傳輸能力。

一種工程近似算法4.1引言工程上所采用的計(jì)算方法在滿足計(jì)算精度的同時(shí)，力求算法的簡(jiǎn)單有效。第四章分別分析了電纜載流量與多種單一因素之間的關(guān)系，因此本章在此基礎(chǔ)上，考慮上述所有因素，通過(guò)SPSS軟件進(jìn)行多元線性回歸分析，采用逐步回歸的方法剔除無(wú)關(guān)因素確定主要因素，最終確定了載流量與主要影響之間的關(guān)系，從而建立一種工程近似算法，并驗(yàn)證算法的有效性。4.2回歸分析回歸分析是統(tǒng)計(jì)學(xué)中常用的方法之一，主要為了發(fā)現(xiàn)不同變量間相關(guān)關(guān)系，在很多領(lǐng)域得到運(yùn)用，根據(jù)自變量的個(gè)數(shù)，可以分為一元回歸和多元回歸，而根據(jù)變量之間關(guān)系，可分為線性回歸和非線性回歸。影響電纜實(shí)際載流量的因素有很多，問(wèn)題演變?yōu)槎嘣膯?wèn)題，在滿足精度的前提之下，工程算法力求簡(jiǎn)單明了，因此利用多元線性回歸的方法進(jìn)行算法簡(jiǎn)化。由于各影響因素（自變量）對(duì)載流量（因變量）的影響貢獻(xiàn)程度不同，為了合理的確定變量的個(gè)數(shù)，需要對(duì)變量進(jìn)行篩選，主要的自變量的篩選方法有：向前刪除法、向后刪除法、逐步回歸法等，以下為幾種主要方法的簡(jiǎn)要介紹。向前法：回歸方程中自變量是一個(gè)個(gè)進(jìn)入的，最有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的變量最先進(jìn)入，以此類推，即只進(jìn)不出。對(duì)于每一個(gè)因變量，都對(duì)自變量進(jìn)行回歸分析，計(jì)算回歸平方和，看因變量對(duì)于自變量的意義，若兩者之間相關(guān)關(guān)系大則進(jìn)入。向后法：在方程中保留全部自變量，然后依次刪除無(wú)意義的自變量，即只出不進(jìn)。挑選自變量時(shí)，先查看所有方程，其中回歸平方和最小的進(jìn)行檢驗(yàn)，決定是否保留這個(gè)變量，如果沒(méi)有意義則不保留，然后對(duì)留下的自變量再重復(fù)此過(guò)程，直至所有的自變量都有意義為止。逐步法：結(jié)合前兩種方法，即判斷是否有意義需要加入，也判斷是否無(wú)意義需要?jiǎng)h除。經(jīng)過(guò)多次，把有意義的保留在模型中，也把無(wú)意義的排除在外，即有進(jìn)有出。本文采用逐步回歸法進(jìn)行多元線性回歸分析。4.3一種工程近似算法本節(jié)以YJLm2交聯(lián)電纜和YJV127-220kV1200mm2電纜為例，以山東省電力工程咨詢?cè)弘娎|設(shè)計(jì)軟件為基礎(chǔ)，對(duì)土壤溫度、土壤熱阻率、導(dǎo)線間距、直埋深度隨機(jī)取值分別計(jì)算兩種電纜的載流量，其計(jì)算結(jié)果見(jiàn)附表8、附表9。然后通過(guò)使用SPSS軟件進(jìn)行多元線性回歸分析，采取逐步回歸的方法對(duì)自變量進(jìn)行篩選，確定電纜載流量的主要影響因素，最終建立了以土壤溫度、熱阻系數(shù)、導(dǎo)線間距、直埋深度為自變量，載流量為因變量的工程簡(jiǎn)化算法。為驗(yàn)證算法的有效性，對(duì)土壤溫度、熱阻系數(shù)、導(dǎo)線間距、直埋深度另取20組數(shù)據(jù)，分別通過(guò)軟件和簡(jiǎn)化算法計(jì)算電纜的載流量，并對(duì)載流量的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，最終通過(guò)誤差分析確定方法的有效性。線性回歸分析中各參數(shù)的意義：決定系數(shù)R2：即反應(yīng)因變量與自變量關(guān)系的系數(shù)，如果因變量的所有變化都能由自變量進(jìn)行解釋，則決定系數(shù)就越接近1，因此R2越接近1越好。而在多元回歸計(jì)算中，決定系數(shù)可靠性不高，在這種情況下需要參考調(diào)整的決定系數(shù)R2。統(tǒng)計(jì)量F：F為平均回歸平方和與平均殘差平方和之比。若F值比較小，說(shuō)明自變量與因變量的相關(guān)關(guān)系比較差，這樣的話做得回歸分析沒(méi)有實(shí)用性。當(dāng)F值比較大的時(shí)候，說(shuō)明自變量和因變量的相關(guān)關(guān)系比較高，擬合出來(lái)的方程就較能反應(yīng)自變量和因變量之間的關(guān)系。概率值：（SPSS中以sig表示）即顯著性，其值越小越好，通常認(rèn)為sig大于0.05則差異不顯著，小于0.05則差異顯著。自由度df：根據(jù)樣本統(tǒng)計(jì)量來(lái)對(duì)總體參數(shù)進(jìn)行估計(jì)時(shí)，樣本中線性無(wú)關(guān)或者能自由變化的自變量的個(gè)數(shù)，稱為該統(tǒng)計(jì)量的自由度。標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)：對(duì)因變量系數(shù)統(tǒng)一量綱進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)絕對(duì)值的大小，來(lái)衡量自變量對(duì)因變量的影響程度。統(tǒng)計(jì)量t：t檢驗(yàn)是檢驗(yàn)樣本的均值和給定的均值是否存在顯著性差異，類似于F檢測(cè)，t值越大越好。4.3.1YJLm2交聯(lián)電纜載流量工程近似算法實(shí)現(xiàn)根據(jù)附表8中數(shù)據(jù)（注：表中數(shù)據(jù)，通過(guò)使用電纜計(jì)算軟件隨機(jī)改變四種因素值，分別計(jì)算載流量），利用SPSS軟件進(jìn)行多元線性回歸分析，求得簡(jiǎn)化公式：y=-0.202x1+0.187x2-271.769x3-10.509x4+1936.353（4-1）y:電纜載流量/Ax1:直埋深度/mmx2:導(dǎo)線間距/mmx3:土壤熱阻系數(shù)/Km/Wx4:土壤溫度/℃SPSS回歸結(jié)果分析：該回歸分析的相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表4-1?？梢?jiàn)調(diào)整R2的值為0.928，其值接近于1，因而模型擬合度較好。表4-1回歸分析的參數(shù)RR2調(diào)整R2標(biāo)準(zhǔn)估計(jì)的誤差0.9660.9340.92886.924回歸的方差分析見(jiàn)表4-2，列出了平方和、自由度df、均方、F值及對(duì)F的顯著性檢驗(yàn)。表4-2方差分析表模型平方和df均方FSig.回歸殘差總計(jì)5320844.515377792.8315698637.345450541330211.1297555.857176.050.000顯著性檢驗(yàn)結(jié)果表明：對(duì)應(yīng)的F統(tǒng)計(jì)量的值為176.050，自變量對(duì)因變量的解釋程度很好，顯著性水平小于設(shè)定值，因而可以認(rèn)為所建立的回歸方程有效。表4-3回歸系數(shù)模型非標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)tSig.B標(biāo)準(zhǔn)誤差試用(常量)直埋深度/mm導(dǎo)線間距/mm土壤熱阻系數(shù)/Km/W土壤溫度/℃1936.353-0.2020.187-271.769-10.50946.5290.400.3115.2110.790-0.1990.231-0.670-0.51841.616-5.0336.012-17.867-13.31110-710-710-710-710-7由上述數(shù)據(jù)顯示四種因素的sig值均小于0.05，通過(guò)方差分析和回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)都可以發(fā)現(xiàn)，所建立的回歸方程顯著性較強(qiáng)。對(duì)各變量的標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)絕對(duì)值進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，土壤的熱阻系數(shù)對(duì)電纜載流量的影響作用最大，其次是土壤溫度。4.3.2算法檢驗(yàn)以山東省電力工程咨詢?cè)弘娎|計(jì)算軟件為基礎(chǔ)，隨機(jī)改變四種因素的取值，對(duì)YJLm2交聯(lián)電纜另取20組數(shù)據(jù)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)公式計(jì)算電纜的載流量，并與本文方法計(jì)算所得到的電纜載流量進(jìn)行比較。表4-4誤差分析載流量y/A直埋深度x1/mm導(dǎo)線間距x2/mm土壤熱阻系數(shù)x3/Km/W土壤溫度x4/℃本文方法誤差分析1284525145151533.104-19%112912252700.8351154.1628-2%11257251751.2151338.8702-19%10505603552.1201108.7231-6%7119251302.323907.0373-28%849600420330763.11610%67711256303.342488.6973286251454.43666%134410257500.5451260.76356%10103502201.8331070.8118-6%69310008352.555633.08059%10417009002.8181013.13783%122542511603101147.0266%857142512503.124787.55318%93513259301.740960.2457-3%1099103014501.3431194.2563-9%82285013302.4550822.0789503451250.79737%66093010302.957553.959916%8606257003.825645.555825%首先對(duì)誤差進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)誤差結(jié)果符合正態(tài)分布，因而可知誤差是隨機(jī)產(chǎn)生的。通過(guò)結(jié)果可知電纜載流量主要受到直埋深度、導(dǎo)線間距、土壤熱阻系數(shù)、土壤溫度這四方面影響，不存在其他主要因素對(duì)載流量產(chǎn)生影響（注：做分析時(shí)未考慮外部熱源、土壤局部干燥、回路數(shù)量對(duì)電纜載流量的影響，只是簡(jiǎn)單分析單回路敷設(shè)時(shí)電纜載流量與各因素之間的關(guān)系，僅提出解決問(wèn)題的一般方法）。工程上認(rèn)為計(jì)算結(jié)果誤差小于30%即可認(rèn)為算法有效，計(jì)算結(jié)果誤差均值為2%，誤差的方差為0.14.比較軟件計(jì)算結(jié)果和簡(jiǎn)化算法計(jì)算結(jié)果，分別計(jì)算其20組數(shù)據(jù)的總和，總和之間的誤差為-0.89%，兩組數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差的差值為-46.6。4.3.3YJV127-220kV1200mm2電纜載流量工程近似算法實(shí)現(xiàn)用上述同樣的方法，求得YJV127-220kV1200mm2電纜的其性回歸方程為：y=-0.243x1+0.223x2-224.696x3-10.285x4+1931.998（4-2）y:電纜載流量/Ax1:直埋深度/mmx2:導(dǎo)線間距/mmx3:土壤熱阻系數(shù)/Km/Wx4:土壤溫度/℃線性回歸分析中，調(diào)整R2值為0.911其值接近于1，模型擬合度較好，F(xiàn)值為190.197，各因素顯著性水平sig值均小于0.05，因而所建立的回歸方程有效。同樣的，隨機(jī)改變四種因素的取值對(duì)YJV127-220kV1200mm2電纜另取20組數(shù)據(jù)，分別計(jì)算電纜的載流量并與多元線性回歸方程電纜載流量的計(jì)算值進(jìn)行比較。表4-5誤差分析載流量/A直埋深度/mm導(dǎo)線間距/mm土壤熱阻系數(shù)/Km/W土壤溫度/℃本文方法誤差1212525145151560.637-29%115312252700.8351154.80120%11007251751.2151370.9378-25%11145603552.1201197.5214-7%7159251552.323988.4322-38%912600420330897.222%73211256303.342625.6462156251471.53548%137910257500.54512758%10263502201.8331152.1502-12%74710008352.555747.7880%11397009002.8181148.3192-1%134542511603101310.4653%941142512503.124921.07542%100813259301.7401024.0298-2%1173103014501.3431270.6982-8%89285013302.4550957.2828-73451243.65925%71393010302.957697.83462%9426257003.825825.253212%簡(jiǎn)化算法計(jì)算結(jié)果與軟件計(jì)算結(jié)果比較誤差均小于30%，算法有效。4.3.4兩種型號(hào)電纜的簡(jiǎn)化工程算法比較表4-6算法比較簡(jiǎn)化算法X1系數(shù)X2系數(shù)X3系數(shù)X4系數(shù)常數(shù)4-1-0.2020.187-271.769-10.5091936.3534-2-0.2430.223-224.696-10.2851931.998相對(duì)誤差-20.3%-19.3%17.3%2.1%0.2%從表4-6中可以看出，公式4-1和公式4-2自變量之前的系數(shù)取值相差較大，而公式中常量的差異較小。電纜載流量除受外界因素的影響，還與電纜本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)，而在簡(jiǎn)化算法實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中電纜本身的結(jié)構(gòu)特性對(duì)電纜載流量的影響可以考率為常數(shù)，雖然兩種電纜本身結(jié)構(gòu)對(duì)電纜載流量的影響幾乎相同，但由于不同電纜結(jié)構(gòu)與同種影響因素的作用關(guān)系不同，因而造成了自變量之前的系數(shù)不同，甚至差別很大。由于目前僅對(duì)兩種型號(hào)電纜進(jìn)行分析，因而無(wú)法對(duì)自變量之前系數(shù)的差異做具體分析，所以目前簡(jiǎn)化算法僅適合與該算法對(duì)應(yīng)的電纜型號(hào)。要求得通用的簡(jiǎn)化算法，本章提出合理假設(shè)：分別求得同一電壓等級(jí)的不同型號(hào)的常用電纜的簡(jiǎn)化算法，將所有簡(jiǎn)化算法進(jìn)行匯總，分析其規(guī)律，求得通用算法并針對(duì)不同情況提出合理的修正參數(shù)。通過(guò)以上對(duì)兩種電纜的分析可知，考慮電纜載流量的主要影響因素，通過(guò)多元線性回歸的方法可以求得適用該型號(hào)電纜的工程算法，而且簡(jiǎn)單有效。第五章結(jié)論針對(duì)不同敷設(shè)條件的要求選擇合適的高壓電纜型號(hào)，確定電纜的實(shí)際載流量，復(fù)核導(dǎo)線截面具有重要的意義。本文在分析電纜載流量的影響因素基礎(chǔ)上，提出一種工程近似算法，簡(jiǎn)化了電纜實(shí)際載流量的計(jì)算。取得的成果主要有：針對(duì)目前常用的高壓電纜類型，比較了高壓充油電纜與塑料絕緣電纜的結(jié)構(gòu)型式，深入了解了電纜的結(jié)構(gòu)組成及作用，為高壓電纜的選型提供了參考依據(jù)。在已有現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)和大量仿真的基礎(chǔ)之上，明確了電纜載流量的影響因素，詳細(xì)分析了電纜載流量與各影響因素之間的關(guān)系，得到了各因素對(duì)載流量的影響規(guī)律，并以圖表的形式呈現(xiàn)，最后給出了提高電纜載流量的合理化建議。在已知載流量影響因素的基礎(chǔ)之上，通過(guò)逐步回歸的方法剔除無(wú)關(guān)因素，確定了電纜載流量的主要影響因素，最后通過(guò)線性回歸的方法得到以各主要影響因素為自變量，電纜載流量為因變量的一種工程近似算法，簡(jiǎn)化了電纜載流量的計(jì)算。基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核