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1、电缆隧道的通风计算上海供电局陆德编李国征王恒俭,,又,,人们一提到电缆隧道就连想到在隧道里既闷热潮湿必需要通风这是易于理解,,,。的事但如何通风风量怎样计算目前还有不同看法,,、,随着城市电缆线路的不断增加市区内地下管线那么密集近发电厂变电所用电缆,,隧道代替常用的电缆直接埋在土中的方式已经显出其优越性如金山热电厂等这也就。进一步需要澄清电缆隧道的通风要求电缆隧道的通风包含两种意义一是排除隧道内容易积聚的污浊气体在化工区也可能,二是排除电缆在运行后发热的高温空气它会使隧道内温度升沉积比重较大的有害气体,,。,“”,高不但人很难进入而且影响电缆输送
2、容量对前一种功能概念来说应该是换气“”,,。而后一种则是风冷但风冷仅是降低隧道温度而不是换气的一种措施本文主要叙述,。的是指要不要风冷如要风冷又怎样计算风量电缆隧道的热平衡一条,,,隧道不管安装有那种电压型式和多少条电缆可以看成一个发热体隧道处在地下而大地可,看成一个无比大的恒温热容器只要热源散发的功率不大于或等于大地能及时吸收,,。,的功率那么隧道的温度不会无限制地升高也即是达到热平衡超过了预定的热平衡温度,。才有考虑风冷的必要否则纯粹是属于换气的要求,热源和周围等温面的温差按热工学的基本定律为△!∀艺#∃%。,式中△!一热源和周围等温面的温差℃∀
3、&∋一&(&∋热源也即是隧道的允许最—。—高温度℃(&隧道中心离地坪面深处的土壤温度℃,乏#介于热源对隧道中心离地—(—。坪面深处等温面的综合热阻℃)瓦)厘米∃热源的功率瓦)厘米—,,式%表明了如已知隧道中的允许最高温度并测得了隧道中心处的土壤温度则隧道,主要,,内电缆的发热功率达到热平衡决定于隧道周围的热阻但如何计算大地的热阻恰是,,“’“一个比较复杂的问题传统的文献推荐如下算式∀∗+“一#‘%器〔誉之粤〕,(−土壤的热阻率℃)厘米)瓦(式中#隧道周围大地的热阻℃)瓦)厘米—一,//刀地表水对上壤热阻率的影响系数通常在.,
4、至.0间,1—地坪至隧道中心间的垂直距离和2同单位(2—。隧道的内径和1同单位—一3.一2二4矩形隧道的几何等值直径记五又石3∋,其中矩形隧道的内壁高度和1同单位—。5矩形隧道的内净宽度和1同单位—上述算式的依据是假定地坪面的温升为零,即是热源的能量全部由隧自详二∋、一勺吸6如道中心离地坪垂直深度的等温面所吸,卜岛二哭次收也即是和其它各个不同深度的等温。面∀包括空气温度#无关,∃#严格的说式∀中的%是式∀&#,中艺%的一部份其它如隧道壁厚的、热阻热空气和隧道内壁的界面接触、,热阻外壁接触土壤的过渡热阻都,未予计入但后者的总和占大地热
5、阻,因可的百分比微不足道此一般就忽略。而叮不计∋,洲卜望坠刊理生算例&如图&所示隧道当土),壤的自然温度为&(∗(℃其热阻系图!电缆隧道断面图),−℃数为(+.厘米.瓦∀导热系数为。··,,(千卡.米时℃#隧道内最高空气温度不允许大于/0℃时求其隧道内电缆允许最大。发热功率∋由,#,解式∀可得矩形隧道的几何等值直径为1二二&∗//侧飞功石天&丽「毫米由式∃#,∀可得隧道周围的大地热阻为‘“·,+℃%2旦乙,尽!3∃4&−+0一了互5.瓦.厘米∃北&∗//户奋票子卜由式∀&#可得到达热平衡温度的电缆允许发热功率为飞∋∋6/0。。。。一&(∗(8·7,2乙
6、:‘瓦.厘米一功9李,,。也即是每米隧道发热量不大于∃,∃瓦时隧道不需要风冷仅需常规的换气风冷的计算,当隧道内电缆发热功率大于热平衡温度时强迫风冷是一种比较简易而又经济的冷却措,。∋施也即是利用进风和出风温差来带走一部份热量值得引起注意的是一旦使用强迫风,。,冷原来可以被大地吸收的部份热量随之也被进风带走换言之不能用余热∀多于热平衡。的功率#来计算通风量色户,丈一、,一。风量大地散热和发热功率的关系可从图,中看出大地79隧道璧二8飞一必万夕工—垦芝三;一一:9一一一—图、,风量大地散热和发热功率关系<<,离进风口距离为任一点的=长隧道其风冷热平衡算式为<
7、一≅Α&=<∀>?=≅+∃Β#)=<=<=<(>?=≅(>空气的容积式中∃长隧道的发热功率通风所吸收的热量比热(?通—风量(=≅经=<长隧道的温升—(≅<一&≅大地所吸—收的热量(——#)=≅—。!<口距<,&Χ土壤的基础温度,#离进风离为处的空气温度大地的热阻—Β,——将式积分很易得出如下算式见附录!<∀..+Δ#+&≅一!≅Ε一!>?#0一ΦΗ#+&≅一&∋∗∃>#Γ#+&≅一..∃0和,从式Η可知如隧道任一点温度不允许超过风冷后的热平衡温度时隧道内电。一长度和电缆缆允许发热功率是和通风段长度及风量有关或者也可说通风
8、量决定于通风段,。,。发热功率而不是一成不变的这有利于设计大长度通
