一种地下电缆散热装置及散热方法

本申请涉及电缆，特别涉及一种地下电缆散热装置及散热方法。

背景技术：

1、输电系统是现代社会正常运转的基础，其输电形式可分为架空输电和地下输电。架空输电需要占用地面资源建设输电塔，既影响地面建筑的建设，也需要耗费更多资源进行输电塔的生产和搭设。地下输电因其具有占地小、抗干扰能力强等优点，成为用地紧张的城市内部的主要输电方式。

2、由于地下电缆被周边泥土所紧密覆盖，地下电缆的散热环境普遍较差，特别是水平排管段，其与地下土壤间的散热面积小，而土壤的散热能力差，热量无法有效散出，导致排管段温度较高。长时间的高温工作，容易加速电缆绝缘层老化，电缆使用寿命缩短，使其成为限制整条地下电缆安全稳定运行的瓶颈。而这一现象随着载流量的增加也变得愈发严重。因此找到一种针对电缆水平排管段的散热方法对于地下输电系统具有重要意义。

技术实现思路

1、本申请的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种地下电缆散热装置及散热方法，能够提升地下电缆的散热效率，减少高温对地下电缆工作寿命的影响。

2、根据本申请第一方面实施例，提供一种地下电缆散热装置，包括：

3、环路热管，所述环路热管埋设于设置有电缆的地下管道中，所述环路热管与所述电缆相互接触，所述环路热管包括相互连接的入液管段和出气管段；

4、换热器，所述换热器包括换热管和风机，所述换热管包括进气管段、出液管段和换热流道，所述进气管段与所述环路热管的出气管段连接，所述出液管段与所述环路热管的入液管段连接，所述换热流道的数量有多个且安装在所述进气管段和所述出液管段之间，所述进气管段设置在所述换热流道的顶部，所述出液管段设置在所述换热流道的底部；所述风机能够产生吹向所述换热流道的气流以对所述换热流道进行降温；

5、其中，所述环路热管和所述换热管内均盛装有冷凝剂，所述换热管内还安装有泵体，所述泵体驱动冷凝剂依次流经所述出液管段、所述入液管段、所述出气管段、所述进气管段、所述换热流道后回到所述出液管段。

6、根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述换热器还包括换热翅片，所述换热翅片安装于所述换热流道的外侧，所述风机产生的气流与所述换热翅片充分接触。

7、根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述环路热管具体为紫铜管。

8、根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述冷凝剂具体为r134a。

9、根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述换热流道等距设置在所述进气管段和所述出液管段之间。

10、根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述环路热管的数量有至少两个，各个所述环路热管的入液管段均连接至所述换热管的出液管段，各个所述环路热管的出气管段均连接至所述换热管的进气管段。

11、根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述地下电缆散热装置还包括高导热材料层，所述高导热材料层填充于所述地下管道中，用于填充所述地下管道、所述环路热管和所述换热管之间的间隙。

12、根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述换热流道为直管且竖直设置。

13、根据本申请第二方面实施例，提供一种散热方法，基于上述地下电缆散热装置进行，包括：

14、将所述环路热管盘绕于所述电缆侧面，并且一同埋设于所述地下管道中；

15、开启所述泵体和所述风机，液态的冷凝剂从所述换热管的出液管段流出至所述环路热管的入液管段；

16、液态的冷凝剂将冷量通过所述入液管段传递至电缆以降温，电缆的热量使得液态的冷凝剂蒸发为气态；

17、气态的冷凝剂从所述入液管段进入所述出气管段，并流入至所述换热管的进气管段；

18、气态的冷凝剂从所述进气管段进入所述换热流道，所述风机产生的气流使得所述换热流道降温，气态的冷凝剂重新冷凝并由于重力流至所述出液管段；

19、液态的冷凝剂在所述泵体的驱动下重新进入所述环路热管，完成下一次换热循环。

20、根据本申请第二方面实施例，进一步地，所述地下电缆散热装置还包括高导热材料层，所述高导热材料层填充于所述地下管道中，用于填充所述地下管道、所述环路热管和所述换热管之间的间隙；在所述地下管道内埋设好所述电缆和所述环路热管后填充高导热材料以形成所述高导热材料层。

21、本申请实施例的有益效果至少包括：本申请通过环路热管与电缆的接触，使得环路热管内的冷凝剂能够吸收电缆产生的热量以实现对其的降温，冷凝剂由液态蒸发为气态，通过换热器对冷凝剂进行重新冷凝以持续进行换热循环，实现对电缆热量的排出，降低其温度。

技术特征：

1.一种地下电缆散热装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的地下电缆散热装置，其特征在于：所述换热器还包括换热翅片，所述换热翅片安装于所述换热流道的外侧，所述风机产生的气流与所述换热翅片充分接触。

3.根据权利要求1所述的地下电缆散热装置，其特征在于：所述环路热管具体为紫铜管。

4.根据权利要求1所述的地下电缆散热装置，其特征在于：所述冷凝剂具体为r134a。

5.根据权利要求1所述的地下电缆散热装置，其特征在于：所述换热流道等距设置在所述进气管段和所述出液管段之间。

6.根据权利要求1所述的地下电缆散热装置，其特征在于：所述环路热管的数量有至少两个，各个所述环路热管的入液管段均连接至所述换热管的出液管段，各个所述环路热管的出气管段均连接至所述换热管的进气管段。

7.根据权利要求1所述的地下电缆散热装置，其特征在于：所述地下电缆散热装置还包括高导热材料层，所述高导热材料层填充于所述地下管道中，用于填充所述地下管道、所述环路热管和所述换热管之间的间隙。

8.根据权利要求1所述的地下电缆散热装置，其特征在于：所述换热流道为直管且竖直设置。

9.一种散热方法，基于权利要求1至8中任一所述地下电缆散热装置进行，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的散热方法，其特征在于：所述地下电缆散热装置还包括高导热材料层，所述高导热材料层填充于所述地下管道中，用于填充所述地下管道、所述环路热管和所述换热管之间的间隙；在所述地下管道内埋设好所述电缆和所述环路热管后填充高导热材料以形成所述高导热材料层。

技术总结
本申请公开了一种地下电缆散热装置及散热方法，本散热装置包括环路热管，其埋设于设置有电缆的地下管道中，环路热管与电缆相互接触，环路热管包括相互连接的入液管段和出气管段；换热器，其包括换热管和风机，换热管包括进气管段、出液管段和换热流道，进气管段与出气管段连接，出液管段与入液管段连接，换热流道的数量有多个，进气管段设置在换热流道的顶部，出液管段设置在换热流道的底部；风机能够产生吹向换热流道的气流。本申请通过环路热管与电缆的接触，使得环路热管内的冷凝剂能够吸收电缆产生的热量以实现对其的降温，冷凝剂由液态蒸发为气态，通过换热器对冷凝剂进行重新冷凝以持续进行换热循环，实现对电缆热量的排出，降低其温度。

技术研发人员：许雄文,邹震彦,刘刚,王鹏宇,高子恒
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/11/7