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地下电缆群稳态温度场和载流量计算新方法 被引量：100
1
作者 梁永春 李彦明 +2 位作者 柴进爱 王正刚 李忠魁 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第8期185-190,共6页
根据地表对流和深层土壤温度不变的原则,将地下电缆群开域温度场等效为闭域温度场,应用有限元分析了给定电缆负荷电流的地下电缆群闭域温度场分布。采用热路法将电缆金属套损耗归算到电缆导体,应用调和平均法对电缆导体外的薄层进行处理... 根据地表对流和深层土壤温度不变的原则,将地下电缆群开域温度场等效为闭域温度场,应用有限元分析了给定电缆负荷电流的地下电缆群闭域温度场分布。采用热路法将电缆金属套损耗归算到电缆导体,应用调和平均法对电缆导体外的薄层进行处理,最终将电缆等效为导体和外护两层结构,减少了剖分节点数,提高了计算精度和收敛速度。采用弦截法计算了地下电缆群载流量。试验和计算结果表明,利用有限元计算地下电缆群温度场和载流量满足工程实际需求。 展开更多
关键词 电缆群 温度场 有限元法 热路法 调和平均法 弦截法 载流量
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高压电力电缆温度场和载流量评估研究动态 被引量：83
2
作者 梁永春 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1142-1150,共9页
为了提高电力电缆的利用率和安全可靠性,电力电缆温度场和载流量分析受到了相关研究人员的广泛关注。通过对现有研究现状分析,基于热路的解析计算、数值分析、试验和温度在线监测等方法已经应用于电力电缆温度场和载流量分析计算中;考... 为了提高电力电缆的利用率和安全可靠性,电力电缆温度场和载流量分析受到了相关研究人员的广泛关注。通过对现有研究现状分析,基于热路的解析计算、数值分析、试验和温度在线监测等方法已经应用于电力电缆温度场和载流量分析计算中;考虑土壤中水分迁移、排管等敷设方式下的内含封闭空气层等情况下的外部热阻是目前热路解析计算方式的研究重点;耦合求解水分迁移场、内部空气流场、温度场和电磁场是数值分析方法的研究重点;对于电缆不含光纤测温的回路,利用测温与数值分析方法相结合是确定实时动态载流量的研究重点。综合分析可知,外部热阻、多场耦合、实时动态载流量将是未来电力电缆群温度场和载流量分析的关键技术。 展开更多
关键词 电力电缆 载流量 热路 有限元 实时载流量 温度场 水分迁移 多场耦合
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坐标组合法对直埋电缆与土壤界面温度场的数值计算 被引量：61
3
作者 曹惠玲 王增强 +2 位作者 李雯靖 李志坚 高捷 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期59-63,共5页
高压电力输送在城市一般都采用地下电缆的形式。为确保电缆能够安全 ,正常的工作 ,采用精确的方法预计地下电缆的载流量与热特性是很有意义的。本文采用有限差分法 ,用坐标组合的方式对土壤区域和电缆区域分别进行计算 ,最终可以确定任... 高压电力输送在城市一般都采用地下电缆的形式。为确保电缆能够安全 ,正常的工作 ,采用精确的方法预计地下电缆的载流量与热特性是很有意义的。本文采用有限差分法 ,用坐标组合的方式对土壤区域和电缆区域分别进行计算 ,最终可以确定任意敷设方式下电缆允许的载流量。计算与实验结果进行比较 ,认为完全可以满足实际需要。 展开更多
关键词 载流量 有限差分法 坐标组合 导热系数
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基于有限元法的地下电缆群温度场及载流量的仿真计算 被引量：51
4
作者 张洪麟 唐军 +1 位作者 陈伟根 王有元 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期42-45,51,共5页
结合传热学知识对地下直埋电缆温度场进行分析,构造出热传导方程和边界条件后,采用专业有限元软件建立了3根直埋单芯电缆的温度场模型,计算区域采用三角形单元剖分法。对电缆温度场分布及载流量的确定采用对分法进行迭代求解。通过仿真... 结合传热学知识对地下直埋电缆温度场进行分析,构造出热传导方程和边界条件后,采用专业有限元软件建立了3根直埋单芯电缆的温度场模型,计算区域采用三角形单元剖分法。对电缆温度场分布及载流量的确定采用对分法进行迭代求解。通过仿真,分析了影响土壤直埋电缆载流量的各个因素以及各因素对载流量的影响规律,为工程实际提供了参考依据。 展开更多
关键词 直埋电缆群 有限元法 温度场 载流量 仿真计算
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高压电缆接头温度场分布的仿真计算 被引量：49
5
作者 刘刚 王鹏宇 +2 位作者 毛健琨 刘立夫 刘毅刚 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期3688-3698,共11页
温度是制约电缆接头载流能力的直接因素,研究接头的温度场分布对实现接头载流能力的准确评估至关重要。论文建立了接头的二维轴向仿真模型,对不同负荷下接头进行温度场仿真分析,并设计了高压电缆接头稳态温升实验,实测了不同负荷下的接... 温度是制约电缆接头载流能力的直接因素,研究接头的温度场分布对实现接头载流能力的准确评估至关重要。论文建立了接头的二维轴向仿真模型,对不同负荷下接头进行温度场仿真分析,并设计了高压电缆接头稳态温升实验,实测了不同负荷下的接头稳态温度分布。最后,应用接头二维轴向仿真模型研究了环境温度、对流换热系数、主绝缘件和保护壳填充胶导热系数变化对接头稳态温度分布的影响,进而提出了电缆全线载流量的提升策略。实验和仿真结果对比表明,不同负荷下接头二维轴向仿真模型对接头导体温度的计算误差绝对值不超过10%。因此,采用接头二维轴向仿真模型计算接头温度场分布能够满足工程应用的需求。 展开更多
关键词 高压电缆 电缆接头 载流量 轴向传热 温度分布 电热耦合 灵敏度分析
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地下直埋电缆温度场和载流量的数值计算 被引量：45
6
作者 孟凡凤 李香龙 +3 位作者 徐燕飞 梁永春 李彦明 李忠魁 《绝缘材料》 CAS 2006年第4期59-61,64,共4页
结合传热学知识对地下直埋电缆温度场进行分析,构造出热传导方程和边界条件后利用有限元法计算了地下电缆的温度场分布,计算区域采用三角形单元剖分法。电缆的载流量采用二分法进行迭代求解。文中给出了三根单芯电缆的温度场分布图,并... 结合传热学知识对地下直埋电缆温度场进行分析,构造出热传导方程和边界条件后利用有限元法计算了地下电缆的温度场分布,计算区域采用三角形单元剖分法。电缆的载流量采用二分法进行迭代求解。文中给出了三根单芯电缆的温度场分布图,并得到载流量和埋深的关系。 展开更多
关键词 电缆 温度场分布 载流量 热量分析 有限元法
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沟槽电缆温度场和载流量的数值计算 被引量：45
7
作者 梁永春 赵静 闫彩红 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期3048-3053,共6页
沟槽敷设方式下电缆附近的温度场同时受到周围空气、周围土壤和地表空气的影响,对其温度场的分析有助于准确确定沟槽电缆的载流量。该温度场中的热传递过程是流固耦合的,固体区域用热传导微分方程描述,沟槽内空气采用动量方程、能量方... 沟槽敷设方式下电缆附近的温度场同时受到周围空气、周围土壤和地表空气的影响,对其温度场的分析有助于准确确定沟槽电缆的载流量。该温度场中的热传递过程是流固耦合的,固体区域用热传导微分方程描述,沟槽内空气采用动量方程、能量方程和连续性方程与热辐射方程描述,流体和固体间热传递采用迭代法求解。采用三维有限元和涡量-流函数耦合求解上述热扩散方程,求得整个场域的温度场分布图和沟槽内空气层的流动方程,然后利用迭代法计算沟槽内电缆的载流量,直到导体温度为363K。计算结果显示,沟槽内存在较强的空气自然对流散热,沟槽内单根400mm2 YJV22XLPE电力电缆的载流量为825A,比直埋载流量提高了30%,比排管敷设载流量提高了51.9%。研究结果表明利用有限元和涡量-流函数,可以准确计算沟槽敷设电缆群的流场和温度场分布,从而准确计算沟槽敷设电缆的载流量。 展开更多
关键词 沟槽 电缆群 共轭温度场 涡量-流函数 有限元法 载流量
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排管敷设电缆群温度场和载流量数值计算 被引量：44
8
作者 梁永春 王忠杰 +2 位作者 刘建业 薛智宏 李彦明 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期763-768,共6页
为充分利用电力电缆线路的传输容量,提高电缆的利用率,准确计算电缆线路的温度场分布,建立了地下排管敷设电缆群的热传导、热对流、热辐射微分方程,给出了2维共轭温度场的求解域和边界条件,利用涡量-流函数和伽略金法给出了自然对流的... 为充分利用电力电缆线路的传输容量,提高电缆的利用率,准确计算电缆线路的温度场分布,建立了地下排管敷设电缆群的热传导、热对流、热辐射微分方程,给出了2维共轭温度场的求解域和边界条件,利用涡量-流函数和伽略金法给出了自然对流的变分方程,利用迭代和耦合算法对方程进行了有限元分析和计算。给出了给定电缆负荷的温度场分布图,迭代计算了单回路和多回路交联聚乙烯电缆系统的载流量。排管内带绝缘发热管的试验和计算的对比,验证了计算模型的有效性。 展开更多
关键词 排管 电缆群 共轭温度场 涡量-流函数 有限元 载流量
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高压直流海底电缆电–热–流多物理场耦合仿真 被引量：43
9
作者 郝艳捧 陈云 +3 位作者 阳林 邱伟豪 傅明利 侯帅 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期3534-3542,共9页
高压直流电缆运行时径向温度和电场分布是反映其运行状态的重要参数,考虑流场的海底电缆电热耦合规律研究具有重要意义。依据南澳直流工程±160 kV高压直流海底电缆,利用COMSOL Multiphysics有限元分析软件,建立了海缆本体及其敷设... 高压直流电缆运行时径向温度和电场分布是反映其运行状态的重要参数,考虑流场的海底电缆电热耦合规律研究具有重要意义。依据南澳直流工程±160 kV高压直流海底电缆,利用COMSOL Multiphysics有限元分析软件,建立了海缆本体及其敷设环境的3维电–热–流耦合模型,以控制变量法研究了铺设和埋设2种敷设方式下海缆载流量、海水温度和海水流速对海缆径向温度和电场分布的影响。结果表明:载流量是海缆径向温度和电场分布的主要影响因素;在该模型下海缆导体温度和绝缘层温差与海水温度存在线性关系;很小的海水流速能显著降低海缆温度,因此提出静止海水散热的流速修正系数;海水流动有利于海缆散热,导致海缆温度分布发生变化,同时影响海缆绝缘材料电导率而导致电场分布发生改变。 展开更多
关键词 高压直流 海底电缆 电–热–流耦合 COMSOL MULTIPHYSICS 载流量 温度 海水流速
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电力电缆载流量计算的研究与发展 被引量：42
10
作者 郑雁翎 王宁 +1 位作者 李洪杰 张冠军 《电线电缆》 2010年第2期4-9,共6页
电力电缆的载流量因受敷设方式、运行条件和周围环境等因素的影响而不易确定,准确计算各种复杂条件下电缆的载流量,对确保电缆的安全、经济运行具有重要的意义。文中介绍了电力电缆载流量计算的解析法和数值法的发展过程,分析了NM理论... 电力电缆的载流量因受敷设方式、运行条件和周围环境等因素的影响而不易确定,准确计算各种复杂条件下电缆的载流量,对确保电缆的安全、经济运行具有重要的意义。文中介绍了电力电缆载流量计算的解析法和数值法的发展过程,分析了NM理论的不足和对它的改进,以及IEC60287载流量计算标准的基本内容和应用局限;介绍了三种主要的数值计算方法(有限差方法、边界元法和有限元法)在电缆载流量计算中的应用,并对这三种数值计算法的特点进行了论述。最后,建议在上述研究方法的基础上,针对具体的实际问题,提出后续研究的内容及方法。 展开更多
关键词 电力电缆 温度场 载流量 解析计算 数值计算
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基于迭代法的单芯电缆载流量的研究 被引量：38
11
作者 牛海清 王晓兵 张尧 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期41-44,共4页
为解决电缆导体温度难测问题，采用迭代方法，以单芯电缆主绝缘能耐受的温升为依据，研究了单芯电缆的载流量。编程计算了单芯电缆金属护套两端直接接地及无环流时的载流量；讨论了环流对载流盈的影响，并与IEC计算公式所得结果进行比... 为解决电缆导体温度难测问题，采用迭代方法，以单芯电缆主绝缘能耐受的温升为依据，研究了单芯电缆的载流量。编程计算了单芯电缆金属护套两端直接接地及无环流时的载流量；讨论了环流对载流盈的影响，并与IEC计算公式所得结果进行比较，验证了计算的正确性。并研究了双回路运行时，一回路电流对另一回路载流量的影响。结果表明．在两端接地方式下．金属护套环流对电缆载流量的影响很大，约为单端接地方式（无环流）的60％～80％。交叉互联接地方式下分段均匀的电缆，环流相对较小，对载流量的影响不大。负荷不均匀的双回路运行时，其中增加一回路负荷将使其临近回路的载流赶减小。 展开更多
关键词 单芯电缆 金属护套 环流 载流量 迭代法 两端接地 交叉互联接地
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单芯电力电缆同相多根并联运行方式分析与优化 被引量：39
12
作者 樊友兵 赵健康 +3 位作者 钱康 蒙绍新 窦飞 彭超 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2607-2612,共6页
单芯电缆同相多根并联运行给电缆线路带来了电流分配不均匀、感应电压过高以及线路参数难于确定的问题,为此对同相多根并联线路的电路模型进行了分析,给出了电缆同相多根并联运行时电流分配以及感应电压的计算方法;利用矩阵变化,提出了... 单芯电缆同相多根并联运行给电缆线路带来了电流分配不均匀、感应电压过高以及线路参数难于确定的问题,为此对同相多根并联线路的电路模型进行了分析,给出了电缆同相多根并联运行时电流分配以及感应电压的计算方法;利用矩阵变化,提出了电缆同相多根并联运行时线路序阻抗的计算方法,并利用实际线路验证了电缆的电流分配系数。通过改变电缆排列方式、敷设间距等参数,对单芯电缆同相3根并联运行线路进行了电流分配与感应电压的优化,优化结果表明,将不同相3根电缆组成的品字形,能有效地均匀分配电流,降低线路感应电压。该研究能用于指导单芯电缆同相多根并联运行的设计与运行。 展开更多
关键词 同相多根并联 电力电缆 电流分配 感应电压 序阻抗 载流量
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耐热铝合金导线的耐热机理及其在输电线路中的应用 被引量：34
13
作者 尤传永 《电线电缆》 北大核心 2004年第4期3-8,共6页
随着电力工业的飞速发展 ,输电线路需要使用大容量、耐高温的导线。本文对耐热铝合金导线的耐热机理进行了探讨 ,对耐热铝合金导线的种类和性能以及在输电线路中的应用进行了分析和介绍 。
关键词 耐热铝合金导线 耐热机理 栽流量 软化特性 机械强度残存率
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三维有限元法在局部穿管直埋电缆温度场和载流量计算中的应用 被引量：34
14
作者 梁永春 王巧玲 +3 位作者 闫彩红 赵静 李彦明 王金源 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期2911-2917,共7页
保护管改变了局部穿管直埋电缆的温度场分布,且保护管部分往往是全线最热点,影响了电缆的载流量。保护管内壁和电缆外壁间包含了1个空气层,空气层内的传热是自然对流、热传导和电缆外表面和保护管内壁间热辐射的多种传热方式的耦合过程... 保护管改变了局部穿管直埋电缆的温度场分布,且保护管部分往往是全线最热点,影响了电缆的载流量。保护管内壁和电缆外壁间包含了1个空气层,空气层内的传热是自然对流、热传导和电缆外表面和保护管内壁间热辐射的多种传热方式的耦合过程,且保护管外和电缆本体又属于固体传热,因此,局部穿管线路的散热是1个流固耦合的过程。为此,电缆本体和保护管外土壤可用热传导方程描述,保护管内空气层的传热需要求解流体的动量方程、能量方程和连续性方程,流体和固体间可以通过边界条件连续性利用迭代法求解。采用三维有限元和涡量-流函数耦合求解了上述流固耦合散热过程,从而求得局部穿管直埋电缆的温度场分布,找出其中的最热点,并利用迭代的方法计算出电缆的载流量。计算实例表明,局部穿管电缆的载流量比全程直埋电缆的载流量要低。 展开更多
关键词 局部穿管 电缆群 共轭温度场 涡量-流函数 有限元法(FEM) 载流量
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直埋电缆群载流量和稳态温度场计算新方法 被引量：34
15
作者 郑良华 于建立 +1 位作者 周晓虎 鲁志伟 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2833-2837,共5页
在人口稠密的城市,电能通常通过直埋电力电缆来传输。为确保电缆能够安全和经济的运行,采用精确的方法预计地下电缆的载流量和温度场是很有意义的。因而提出场路结合的新方法,在电缆区域采用等值热路法,而在土壤区域采用有限容积法,并... 在人口稠密的城市,电能通常通过直埋电力电缆来传输。为确保电缆能够安全和经济的运行,采用精确的方法预计地下电缆的载流量和温度场是很有意义的。因而提出场路结合的新方法,在电缆区域采用等值热路法,而在土壤区域采用有限容积法,并将两者有效地结合起来。该新方法具有比等值热路法计算准确,比坐标组合法计算快速的优点。通过与均匀土壤中的等值热路法和不均匀土壤中的坐标组合法计算结果比较,证明该新方法可以满足实际需要。 展开更多
关键词 地下电缆 等值热路法 有限容积法 场路结合 载流量 温度场
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排管敷设电缆群暂态温度场和短时载流量数值计算 被引量：33
16
作者 梁永春 闫彩红 +2 位作者 赵静 孙克军 刘建业 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期1002-1007,共6页
地下排管敷设已经成为电缆敷设的主要形式,准确计算地下排管敷设电缆群的暂态温度场和短时载流量对合理调配电缆线路短时负荷具有重要的意义。为此,利用有限差分法将地下排管敷设电缆群暂态温度场计算过程分为离散的时间步,在每一个时... 地下排管敷设已经成为电缆敷设的主要形式,准确计算地下排管敷设电缆群的暂态温度场和短时载流量对合理调配电缆线路短时负荷具有重要的意义。为此,利用有限差分法将地下排管敷设电缆群暂态温度场计算过程分为离散的时间步,在每一个时间步内,利用有限元法计算地下排管敷设电缆群的温度场分布,最后给出了整个时间域内地下排管敷设电缆群的温度变化过程和最终暂态温度场分布,在此基础上,利用迭代法计算不超过绝缘短时耐受温度极限的地下排管敷设电缆群的短时载流量。利用地下穿管的发热管试验和仿真来模拟地下排管敷设电缆,试验结果与仿真计算结果基本相符,证明了利用有限差分法和有限元法计算地下排管敷设电缆群暂态温度场和短时载流量具有较高的精度,为工程实际提供了一种新的短时载流量计算方法。 展开更多
关键词 排管 电缆群 暂态温度场 有限差分法(FDM) 有限元法(FEM) 短时载流量
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基于FEM的直埋电缆载流量与外部环境关系的计算 被引量：31
17
作者 梁永春 柴进爱 +2 位作者 李彦明 王正刚 李忠魁 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2007年第4期10-13,共4页
利用有限元法对有外部热源的直埋电缆区域进行剖分,计算了给定电缆负荷的温度场。利用对分法计算了导体温度等于绝缘长期耐受温度时的电缆负荷,确定了有外部热源和地表空气温度变化时的直埋电缆的载流量。计算结果给出了电缆载流量随电... 利用有限元法对有外部热源的直埋电缆区域进行剖分,计算了给定电缆负荷的温度场。利用对分法计算了导体温度等于绝缘长期耐受温度时的电缆负荷,确定了有外部热源和地表空气温度变化时的直埋电缆的载流量。计算结果给出了电缆载流量随电缆与外部热源间距的变化规律,以及电缆载流量随地表空气温度的变化规律,为工程实际提供了参考依据。 展开更多
关键词 有限元法 对分法 外部热源 直埋电缆 载流量
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电缆线路的电缆群载流量优化数值计算模型研究 被引量：32
18
作者 郑雁翎 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期3760-3765,共6页
电力电缆载流量的计算对电缆线路的设计、敷设以及运行都具有重意义。因而以排管敷设电缆群为研究对象,借助优化设计算法理论,建立了排管敷设电缆群载流量优化数值计算模型;把电缆群的总载流量达到最大作为目标,把电缆群中所有电缆线芯... 电力电缆载流量的计算对电缆线路的设计、敷设以及运行都具有重意义。因而以排管敷设电缆群为研究对象,借助优化设计算法理论,建立了排管敷设电缆群载流量优化数值计算模型;把电缆群的总载流量达到最大作为目标,把电缆群中所有电缆线芯温度不超过规定温度限值作为约束条件,对电缆群中所有电缆的载流量进行优化计算。通过ANSYS仿真优化计算的结果可知,与迭代法相比,利用优化算法计算电缆群载流量可以将电缆群的总载流能力提高约6%。本算法的结果显示,通过设计电缆群电流分布的最优化通流方案,能最大限度地提高电缆群的总载流能力。 展开更多
关键词 电力电缆 排管敷设 载流量 优化运行 有限元法 电缆线路
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基于多场耦合模型的海底电缆载流量和温度场计算研究 被引量：32
19
作者 李萌 牛胜锁 +1 位作者 刘玉芹 赵可为 《电测与仪表》 北大核心 2018年第8期12-16,23,共6页
海底电缆将电能输送至陆上升压站过程中,各路径段敷设方式下其载流量和温升都对其输送稳定性有着重要影响,电缆载流量和温度场的准确计算对提升电能输送的可靠性与经济性都有着重要意义。文章结合电缆敷设条件,利用COMSOL有限元分析软... 海底电缆将电能输送至陆上升压站过程中,各路径段敷设方式下其载流量和温升都对其输送稳定性有着重要影响,电缆载流量和温度场的准确计算对提升电能输送的可靠性与经济性都有着重要意义。文章结合电缆敷设条件,利用COMSOL有限元分析软件建立了基于电磁场、流体场和传热场的多物理场耦合模型,分析了电缆沟内敷设电缆的温度场变化,研究了不同敷设方式对电缆载流量大小的影响。数据表明,电缆敷设的位置和回路数会对电缆载流量产生影响,不规范的敷设位置和密集的回路数都会降低载流量值。因此在工程中应严格按照规范敷设电缆,同时确定适当的回路数以提升运行经济性。 展开更多
关键词 海底电缆 载流量 温度场 耦合模型
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高压电缆缓冲层的设计与工艺研究 被引量：32
20
作者 赵健康 樊友兵 《电线电缆》 2010年第3期17-21,共5页
高压与超高压交联电缆金属护套与电缆缆芯之间的缓冲层是电缆的重要组成部分,对电缆的机械、热性能具有重要的影响。为研究缓冲层对电缆性能的影响,分析了不同的阻水带的热阻特性与工艺特点,对国产两种同型号不同厂家的电缆进行了对比... 高压与超高压交联电缆金属护套与电缆缆芯之间的缓冲层是电缆的重要组成部分,对电缆的机械、热性能具有重要的影响。为研究缓冲层对电缆性能的影响,分析了不同的阻水带的热阻特性与工艺特点,对国产两种同型号不同厂家的电缆进行了对比温升试验,最后讨论和分析了现在国内外高压交联电缆缓冲层的结构与工艺特点。研究表明,具有不同结构与材料的缓冲层,对电缆本体的热阻有显著影响,也对电缆载流量有着很大的影响。在此基础上,对国产电缆的缓冲层设计与工艺提出了一些建议。 展开更多
关键词 高压电缆 缓冲层 绕包带 热阻 载流量
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