电缆导体温度是限制电缆载流量的主要因素,导体温度的准确计算对电缆线路的调度运行具有重大意义。热路法是载流量和导体温度计算的常用方法,而暂态热路计算受到诸多因素的影响,综合分析各种因素,并给出整个热路的优化方法凸显其必要性。本文首先构建电缆本体的传统暂态热路模型,以电缆表面温度为边界,基于电缆表面温度并结合电缆内部参数计算导体的温度。探究不同电缆结构层热路模型的合理性、参数选取的有效性,分析计算误差来源,然后通过控制变量法,逐步优化各个影响因数,分析优化的效果和合理性,主要研究工作包括:(1)构建传统的暂态热路模型,综合分析模型假设、模型构建和热路参数选取等,探究传统热路存在的不足,指出模型计算误差的主要来源,其中包括:绝缘层单层建模和包覆层分3层建模不合理、绝缘层和包覆层的计算热参数与实际热参数存在很大差异、表面温度测量误差较大等。(2)采用等厚度分层的方法,将电缆绝缘层分若干层构建热路模型,验证了绝缘分层对提高模型计算精度的有效性;根据计算误差随绝缘分层数的变化规律,提出了绝缘层最佳分层数的计算方法,在能满足工程需要的同时简化了计算。(3)研究电缆绝缘层热参数的变化规律以及主要影响因素,提出实验测量结合计算的方法,实时测量计算不同类型电缆绝缘层热参数。实验测量结果表明,不同类型电缆绝缘层的体积热容差异不大,但热阻率有明显的差异,实验测量的电缆热阻率在一个较大的范围内波动,且和IEC标准推荐值有所不同。(4)将绕包带、气隙层、铝护套封装为黑匣子,统称为包覆层,优化包覆层不合理的3层串联建模,包覆层的热参数采用测量和归一逆推的方法计算,解决了绕包带和气隙层参数难以独立计算的难题。实验对比分析表明,优化后的热路模型可以明显提高暂态热路计算精度。(5)对比现有的测温手段,并有针对性地分析实验室常用的热电偶等点测传感器对表面温度测量的影响。热电偶测量电缆表面温度会带来负误差,而在热电偶触头与测温面之间加入银硅脂等导热脂可以提高测量温度,有效提高测量精度。研究表明,若表面测量温度叠加负误差,计算导体温度时误差会被进一步放大,导体温度计算误差和表面温度测量误差的比值将会稳定在一个大于1的值。