电缆耐热温度「电缆载流量和温度的关系」

今天带来电缆耐热温度「电缆载流量和温度的关系」，关于电缆耐热温度「电缆载流量和温度的关系」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

作为电力传输的载体，不管是高压电力电缆还是中、低压电力电缆，安全运行与使用是电力和电缆工作者的责任，特别是中高压电力电缆，如果出现故障，将会导致大面积停电事故，产生的影响较大，带来较大经济损失，国内外有许多这样的事例可证明。

透过“热胀冷缩”这一基本物理现象分析电力电缆在运行时产生的温度自应力、温度自应变。由于材料的塑性热收缩也会对系统产生的影响。两种机械物理变化的不同点是，“热胀冷缩”是可逆过程，而热收缩是不可逆的过程。

电力电缆在载荷运行时导体和绝缘产生热量，达到一定的工作温度，电缆运行温度升高，使电缆结构内材料的机械物理性能产生变化。这种因热产生的应力和应变相对较小，但电缆轴向长度一般较长，因而产生的绝对值则不少，这种现象主要表现为电缆结构元件的热伸缩和热应力变化。但电力电缆的电气和其它机械物理性能不受影响，因为电缆设计时考虑的就是工作温度的状态。由于电缆的径向应变微小，对电缆应用没有多大损害，所以我们分析时一般不作考虑。

产生原因

电力电缆在生产后与常温相同，但电力电缆负荷运行时会产生一定的温度，常见电缆材料额定工作温度如表1所示。

表1 电力电缆的工作温度

常规电力电缆具有导体、绝缘、金属护套、塑料护套几种结构，电缆用塑料与金属材料的应力应变差异较大，如表2所示：电缆用塑料应用时都处在高弹态，其膨胀率是金属的（10～20）倍；而金属的应力则是塑料的（20～100）倍。因而电缆塑料材料热伸缩和金属材料的热应力这两个突出现在本文研究时给予重视。表2是常用电线电缆材料的平均线膨胀系数。

表2 电缆材料的平均线膨胀系数

绝缘护套的热伸缩很复杂，绝缘护套塑料材料在受热时，除热膨胀外，还会塑性收缩。塑料具有拉伸放热和收缩吸热的性能，受热产生塑性热收缩。聚烯烃类塑性较强,热收缩性能明显，而PVC材料塑性较差，热收缩是伸长的1/5，电缆运行时表现为热膨胀伸长，恢复常温时则表现为收缩。

从材料特性来讲，金属材料的膨胀率比塑料材料要小得多，但热变化产生的危害要比塑料绝缘护套产生的影响要大得多，是因为金属强度较大，特别是大截面的电力电缆，一旦产生热伸长，将对电缆接头、终端，甚至于电气柜产生较大的破坏。电缆结构内金属包括导体、屏蔽和金属护套，主要是铜、铝、钢等金属材料。

危害

1）电力电缆的机械物理性能变化危害特点：电力电缆运行时，工作温度一般为70℃、90℃，比常温高了50℃、70℃，因而电缆产生了热机械性能变化，电缆长度越长，绝对伸长越大。

2）在不同的敷设方式下，电力电缆的机械物理性能变化会产生以下的危害

直埋敷设时，电缆因受到周边土壤的限制，整根电缆无法产生位移，于是线芯将在热机械力的作用下在线路的两个末端产生很大的推力，引起末端位移，从而对电缆附件的安全构成极大威胁。管道敷设时，电缆因不受到横向约束，在热机械力的作用下电缆将产生弯曲变形；隧道敷设时，电缆一般均放在支架上，不作刚性固定，故电缆的热伸缩较大，在斜面敷设时易出现滑落现象；在电缆的弯曲处易出现严重位移。竖井敷设时，电缆的自重及热机械力有可能使金属层产生过分的应变，从而缩短电缆的使用寿命。桥架敷设时，若电缆敷设在桥架中，在热机械力的作用下电缆还会受到桥梁伸缩、振动的影响，从而损坏桥架等固定设施。

因此，热胀冷缩产生的影响是电力电缆安装时必须考虑到的一重大举措。

3）电力电缆温度变化对电缆性能的影响

电缆使用过程中，频繁的电力通断切换，会引起温度的大起大落，这会导致电缆疲劳，使塑性变形增大，收缩量增加，影响绝缘寿命和性能；护套材料温度变化比绝缘要小，但疲劳蠕动在一定程度上也会影响电缆防护寿命。

（摘编自《电气技术》，原文标题为“电力电缆运行过程中的热机械性能变化”，作者为吉启荣、吴建良等。）