土壤中敷设从电缆表面向周围介质中(土壤)散热,完全不同于电缆空气中敷设的散热机理。另外,土壤中敷设往往是电缆群集敷设,由于电缆运行中彼此热效应的作用,在同样温升下载流量要比孤立电缆敷设时载流能力小。虽然从理论上讲,计算公式正确,但是公式中参数取值与实际不符合,计算结果也不能反映实际值。在相关参数未知情况下,最好要通过试验检验。
一般情况下,电缆土壤中试验周期比较长。电缆敷设后要有比较长时期(最短要-个月,越长越好)土壤才能恢复到自然状态,这是由于土壤热阻系数与土壤密度和湿度有关。下面简要介绍一下土壤中电缆载流量试验概况。
(1)直埋敷设。对于直埋电缆,在试验场挖深度为700mm(35kV及以下电压级)或1000mm(高压电缆),宽度和长度根据方便放置电缆根数和规定长度(通常地下大于15m)而定。
(2)电缆沟敷设。通常按照相关电缆运行规程规定的尺寸确定电缆沟的尺寸。两壁和底部用砖或混凝土预制板其砌成。沟内电缆充砂土(回填土一由人工配制或原地土壤)或架空(壁面有支撑物)。
(3)管道敷设。首先要记录管道材质和几何尺寸(内径、厚度和外径),注意选择管道尺寸,通常电缆管道内径与电缆外径之比(管径比)为1.5:1。管道先放置,再穿电缆。
(4)温度传感器。电缆线芯、电缆表面以及电缆同-平面上周围土壞敷设热电偶数个。如果用DTS光纤测温就在电缆表面敷设光纤,并在电缆同--水平面与地面平行放置3条光纤,相距1m以上。放置回填土后,稳定2~3个月。土壤结构恢复到自然状态后,测量土壤热阻系数。
(5)土壤热阻系数测量。需要指出的是,要保持被测试土壤的土壤密度和湿度呈自然状态,如图1-7-1所示。
(6)试验方式。无论哪种试验,首先要做单回路持续负荷试验。单芯电缆有三种(三角形、平面并列和平面分离)排列方式,三芯电缆单根孤立敷设。根据电缆规格大小确定持续负荷稳态时间,即5倍的电缆热时间常数。因此,试样电缆的热时间常数要计算出来。试验前,要明确稳态导体工作温度(通常是电缆允许的最高工作温度),试验初期,可以加大超过电缆计算电流,目的是加快导体温度上升,缩短试验时间。当电缆导体工作温度接近所规定的温度时,逐渐减小电流,使温度稳定在规定的温度,这一过程需要的时间除与电缆规格有关外,还与电流情况有关。时刻跟踪温度的变化(温度大于规定温度时就适当降低电流,温度小于规定温度时就适当增加电流),最后导体温度稳定在规定的温度,这一-稳定保持3h内温度不变化,同时使电流值恒定在规定温度下。记录各个参数数据(导体温度、电缆表面温度、土壤环境温度,如果有探针测量土壤热阻系数记录其数据和施加电流等。)这一-组试验数据作为电缆试样在持续负荷工作状态下参数试验值,与试验前计算参数值比较。