什么是電力電纜溫度熱應力和熱伸縮？

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杭州全纜電纜科技有限公司2024-08-25

深入剖析“熱脹冷縮”這一普遍存在的物理原理，我們可以更加細致地理解電力電纜在運行過程中所面臨的溫度自應力與溫度自應變現象。在這一過程中，還需特別關注材料塑性熱收縮對系統可能產生的潛在影響。值得注意的是，盡管兩者同為機械物理變化，但它們之間卻存在著本質的區別：“熱脹冷縮”是一個典型的可逆過程，即當溫度恢復到原始狀態時，物體的尺寸也會相應恢復；而熱收縮，則往往伴隨著材料內部結構的長久性改變，屬于不可逆過程。電力電纜在承載電流運行時，其導體與絕緣層會因電阻發熱而逐漸升溫至特定的工作溫度區間。這一溫度變化不僅驅動了電纜內部材料機械物理性能的微妙調整，還引發了電纜結構元件的熱伸縮和熱應力變化。盡管單就局部而言，這種由熱引起的應力和應變可能相對微小，但考慮到電纜軸向通常延伸較長距離，這些微小變化累積起來便不可忽視。這一現象直觀表現為電纜在長度方向上的熱脹冷縮，以及在特定部位可能產生的應力集中。然而，值得慶幸的是，電力電纜在電氣性能及其它關鍵機械物理性能方面通常能夠保持穩定，這得益于電纜設計之初就充分考慮了其在工作溫度下的表現。通過精確的材料選擇與結構設計，電纜能夠在預期的工作溫度范圍內安全運行，而不至于因溫度變化而影響其性能。此外，就電纜的徑向應變而言，由于其變化幅度相對較小，對電纜的整體應用影響有限，因此在大多數分析場景中，我們可以選擇性地忽略這一因素，以簡化問題并聚焦于更為關鍵的軸向變化。綜上所述，對于電力電纜在運行過程中遭遇的溫度自應力與自應變問題，我們應認識其成因、特點及對系統的影響，并采取相應的設計措施與運維策略來確保電纜的安全穩定運行。