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DL／T 1721-2017 电力电缆线路沿线土壤热阻系数测量方法简介：

《DL/T 1721-2017 电力电缆线路沿线土壤热阻系数测量方法》是中国电力行业的一项标准，它详细规定了如何测量电力电缆线路沿线土壤的热阻系数。热阻系数是衡量土壤导热性能的一个重要参数，对于电力电缆的运行温度预测和安全运行分析具有重要意义。电力电缆在运行过程中会产生热量，如果热量不能有效散出，可能会导致电缆过热，影响电缆的寿命，甚至引发安全事故。

这项标准主要包括以下几个方面的内容：

1. 测量原理：解释了热阻系数的定义和测量原理，通常采用热平衡法或者热脉冲法进行测量。

2. 测量设备：规定了用于测量的设备要求，如温度传感器、加热设备等，以及这些设备的精度要求。

3. 测量方法：详细描述了测量步骤，包括测量点的选择、测量设备的安装、数据采集和处理等。

4. 数据分析：给出了如何根据测量数据计算热阻系数，以及如何对测量结果进行分析和解释。

5. 测量误差：讨论了可能影响测量结果的各种因素，如环境温度、土壤湿度、设备精度等，并提供了误差分析和修正的方法。

6. 安全规定：在进行测量时，需要注意的人员安全、设备安全以及环境保护等方面的规范。

通过遵循这个标准，电力行业的工作人员可以在进行电缆线路设计、运行维护或故障诊断时，准确地获取土壤热阻系数，从而做出科学的决策，保证电力系统的安全稳定运行。

DL／T 1721-2017 电力电缆线路沿线土壤热阻系数测量方法部分内容预览：

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T10294一2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法 GB/T10297一1998非金属固体材料导热系数的测定热线法 GB/T28418一2012土壤水分（情）监测仪器基本技术条件

以下术语和定义适用于本标准。 3.1 含水率moisturecontent 土壤所含的水分重量与干态条件下土壤的重量的比值，通常用百分比（%）来表达。 3.2 热回填thermalbackfill 对电缆线路周围利用特定材料进行回填，以改善电缆线路周围环境的热阻和热稳定性 3.3 土壤水分迁移moisturemigrationinthesoil 由于热源（带负荷电缆）的作用，土壤水分发生转移的现象。 3.4 热瓶颈thermalbottleneck 由于电缆线路局部散热条件较差，导致该段线路的局部温升高于线路其他段的现象。 3.5 热探针thermalprobe 用于测量各种材料热阻系数的金属针状物，内有线性热源、温度传感器。

《地下水质量标准 GB/T14848-1993》(已作废）热探针的现场土壤热阻系数测量装置如图1所示

DL/T1721—2017

长度（L）和外径（d）之比应不小于20

基于热探针的现场土壤热阻系数测量装置示意

4.2.2热探针内安装有测温热电偶，热电偶可采用康铜热电偶，探针内可填充高导热树脂。 4.2.3测温热电偶应位于靠近热探针尖端部， 距离实际测量段两端距离应不小于10d。 温度的变化范围应不小于0.5%。

4.3.1如果现场有电力供应，测量时应优先采用经过校准的可调直流电源，输出电流应在1A～10A范 围内可调。 4.3.2如果现场没有电力供应，可采用蓄电池或类似的电池作为电源，输出电流应在1A～10A范围内 可调。 4.3.3探针内热线的功率范围为10W/m~80W/m。

隹荐采用100W的模拟功率表测量热线的功率。条件不充许时，可采用电压表/电流表联合的万 测量精度优于±0.5%。

热电偶的分辨率应达到0.1℃，推荐采用可连续记录的数字式温度记录仪，记录时间分辨率应优 单次测量连续记录容量不小于30min。温度监测应带有冷端温度补偿。

则量系统组成后，应采用热阻系数在探针测量范围内的标准试样和标准测定方法进行标定和 佳荐采用附录B的方法。

则量前，应对电缆线路路径进行分析，确定合适的测量点。 热探针上测温点的位置宜和所测电缆线路保持在同一深度上，且与电缆线路的水平距离宜保持 内。 相测量占间距不官超过1000m

5.1.2相邻测量点间距不宜超过1000m。

对于线路路径上可能存在的热瓶颈，应加以识别并增加测量点。包括但不限于以下情况： a）埋地电缆线路的地势较高、低水位段； b）已敷设线路未采用确定热阻系数的回填材料区域 c）大树下等富含有机回填物区域； d）线路上方有遮挡，雨水难于直接或间接到达区域； e）密集敷设电缆群周围； f）电缆线路附近有其他热源影响时； g）电缆线路周围热回填材料性状因为水分迁移或季节、气候的变化而发生变化； h）当在运线路有其他监测设施（如分布式光纤测温）结果可供参考，表明该段为热瓶颈点时

于已投运线路，应在以下情况时增加测量频率。 当电缆线路周围运行环境发生变化时。 当电缆线路载流量接近设计值，且未掌握当前电缆线路周围土壤热性能时

路在同一水平位置上。当热探针难于直接到达指定深度时，可采用辅助工具打孔，打孔至所需深度 后，再将热探针插入。 5.3.2将热探针插入打孔后的土壤内，保持5min～10min，使热探针与周围土壤达到热平衡。 5.3.3将热探针内的热线连接至电源，并同时记录探针温度。 5.3.4施加电流加热探针，同步记录时间、温度、加热功率。整个加热测量时间宜控制在30min以 内，加热期间探针最高温度不应超过50℃。 5.3.5热阻系数测量完成后宜对测量点附近的土壤含水率进行现场测量或取样进行实验室测量。含水 率的测量可参考GB/T28418一2012标准执行。

6.1探针加热功率的计算见式（1)）

探针单位长度的加热功率，W/m； 一加热电流，A； V加热电压，V。 6.2以时间对数lnt为横坐标，以温升6为纵坐标，绘出lnt～θ曲线，确定其线性区域 6.3选取 lnt~ 曲线的线性区域，计算土壤的热阻系数见式（2):

4元— = 2.303g lnt,lnt

DL/T 1721=2017

t一—到达温度の,所需的时间，min； t2——到达温度2所需的时间，min。 6.4选取线性区域的三组时间、温度数据，进行重复计算，测量结果为三次测量的算术平均值。计算 测量结果的均方差，要求均方差不得大于0.05，否则可以判定结果存在较大的误差，应在测量点附近 重新选点，进行测量。 6.5测量系统应定期进行校准。校准方法参照附录B。

测量报告应包含如下内容： a）测量地点和日期； b）测量者信息； c）所测线路概况； d）测量点情况描述； e）各测量点热回填材料组分描述； f）各测量点的测量结果； g）测试仪器型号及编号。 测量报告参照附录C。

测量报告应包含如下内容： a）测量地点和日期； b）测量者信息； c）所测线路概况； d）测量点情况描述； e）各测量点热回填材料组分描述； f）各测量点的测量结果； g）测试仪器型号及编号。 测量报告参照附录C。

热线法热阻系数测量原理

热线法的基本原理是在均质均温的试样中放置一根均匀电阻丝，即所谓的“热线”，当热线在恒定 功率的作用下放热，则热线和热线附近试样的温度将会升高。根据温度随时间的变化关系，即可确定 试样的热阻系数。这种方法不仅适用于干燥材料，而且还适用于含湿材料如土壤的热阻系数测量，具 体测量过程见GB/T10297—1998。 设半径为r。的无限长热线置于无限大的待测介质中，被测介质具有一致的初始温度，热物性各向 同性且为常数。在忽略接触热阻的情况下，热线表面温升的解析见式（A.1)：

式中： 热线的加热功率，W/m； 待测样品的导热系数，W/（m·K）； 待测样品的热扩散系数，m²/s； 0 待测样品与热线比热容之比的2倍： Jo(u)、Ji(u)一一第一类贝塞尔的零阶、一阶函数； Yo(u)、Yi(u)一一第二类贝塞尔的零阶、一阶函数。 定义无量纲时间Fo二at/ro²，当时间足够长时，即Fo足够大时，对上式简化后级数展开并忽略高次 项，可简化为：

C~0.5772，为欧拉常数。 当加热时间大于某一tmin时，可认为9～lnt数据呈线性，加热过程中任意两个不同时间t1、t2时温 升的差值为：

即待测试样的导热系数为：

应用式（A.3）时，需满足以下假设条件： a）热线无限长； b）热线无限细； c）热线热容量为零； d）不考虑热线与待测样品之间的接触热阻。

精致独立式别墅B.1热探针的校准可以采用两种方法进行校准：标准试样对比法；防护热板法。 B.2标准试样对比法。

土壤热阻系数测量探针校准方法

Pm—利用探针测量得到的标准试样热阻系数。 B.2.2后续所有利用热探针进行测量的结果都需要乘以系数C。 B.2.3校准标准一—单个或者多个已知热阻系数的材料（0.2K·m/W

后续所有利用热探针进行测量的结果都需要乘！

B.3利用防护热板法进行校准

防护热板法测量应符合GB/T10294一2008的规定。通过防护热板法得到未知试样的热阻系数 利用探针测量得到该种材料的热阻系数。通过对比，得到校准系数C。

式中： P,——平板法测量得到的未知试样的热阻系数； B.3.3后续所有利用热探针进行测量的结果都需要乘以系数C。 B.4对于大直径探针，应在测量范围内，利用不同热阻系数的标准材料进行校准，得出不同热阻值下 的校准系数，得出热阻系数的校准曲线。 B.5校准试样测量结果必须和试样的公布值的标准偏差相吻合，或者和通过热护板法得到的热阻值的 偏差相一致。 B.6对于在指定范围内，测量值需要四舍五入，一般保留一位小数。

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