随着电力电缆在输配电领域的广泛应用,准确计算其温度场与载流量对保证电缆线路的安全可靠运行以及提高线路运行的经济性都具有重要的意义。目前电力电缆温度场和载流量计算的方法有解析计算法、数值计算法、试验法。其中,试验法因费用较高而不具有通用性;解析法能够快速地确定简单敷设条件下电缆载流量,但对于复杂敷设条件其计算结果与实际具有一定的偏差;有限元数值计算法可以模拟电缆的实际敷设情况,准确计算复杂敷设条件下电缆群的载流量。本文采用数值模拟和实验相结合的方法对直埋敷设情况下电力电缆的温度场和载流量进行了研究,分析了环境温度、土壤导热系数、电缆埋深、电缆间距以及土壤深层温度等因素的影响。论文首先采用瞬态平板热源法研究了土壤及沙土导热系数与含水率之间的关系。实验结果说明,土壤的导热系数随质量含水率的增加而增大;当达到饱和后,继续增加试样含水率会使土壤导热系数呈下降趋势,说明试样的导热以水膜的导热为主,土壤导热系数趋于不变。分析认为随土壤含水率升高,水逐渐填充土壤孔隙取代空气,由于水与空气的含量不断变化,对土壤整体导热系数产生显著影响。根据实验结果,通过拟合得到了导热系数与含水率之间的关联,可用于后续的直埋电缆温度场及载流量分析。应用COMSOL Multiphysics软件建立单回路三根水平敷设交联聚乙烯XLPE电缆的传热模型,分析了环境温度、土壤导热系数、电缆埋深、电缆间距以及土壤深层温度等参数对直埋电力电缆温度分布的影响;同时利用正交设计对载流量影响因素进行分析,结果表明土壤的导热系数对单芯直埋电缆载流量的影响是最为显著的,影响主次顺序依次是:土壤导热系数-空气温度-电缆轴间距-电缆埋深-土壤温度。并且计算了当电缆温度达到最高温度90℃时通过电缆的最大载流量,与标准IEC-60287进行对比。结果表明单回路敷设情况下传热模型和IEC标准计算结果比较接近,误差在3%以内。在实验室自行设计并搭建了50×40×60cm的直埋电缆热湿耦合实验系统,采用温度控制90℃±2℃的加热管模拟直埋电缆最高运行温度,埋设在容积含水量为15%的土壤中,通过测试加热管周围土壤中温度和相对湿度变化,实验时间持续4天。实验结果表明:在实验进行到近75个小时后土壤温度基本达到稳定,在加热管周围0.1m处,温度曲线达到稳定时温度范围也分布在60℃到79℃左右。实验过程中土壤湿度测试结果显示在本次实验持续时间（90h）内,土壤温度从室温逐渐升高,但土壤间隙的湿度基本保持在95%及以上。分析其原因,可能是在实验过程中加热管周边的土壤受热,在温度驱动下土壤颗粒吸附的水分不断向外扩散,使得土壤间隙相对湿度仍能维持在较高的水平,只有等土壤含有的水分析出过程减缓后,土壤相对湿度才能下降。但由于电缆直埋敷设在露天环境中0.7m深的土壤中,受自然界气候变化影响显著,土壤相对湿度基本维持较高。在实际设计中可以忽略土壤相对湿度的影响。