基于电磁-热-流耦合场的多回路排管敷设电缆载流量数值计算

摘要：

多回路电缆以集群方式敷设时,各回路之间的电磁耦合和热耦合都将加强,对电缆导体线芯和金属外护套的交流电阻及涡流损耗的影响均不可忽略.为准确计算四回路电缆在4×4孔排管敷设方式下的载流量,借助于Comsol和MATLAB软件建立电磁-热-流耦合物理场有限元模型,将电磁场、温度场及排管内空气流速场耦合求解.首先通过求解电磁场计算电磁热损耗,然后作为载荷施加于传热模型进行温度场分布计算.该模型对电缆复杂的邻近效应、趋肤效应进行直接仿真计算,考虑了金属材料电阻率随温度的变化关系,且传热模型中耦合了空气自然对流、热辐射和固体热传导3种导热方式.利用所提模型对6种排列方式下的电磁热损耗和温度场分布进行计算;并利用二分法计算相应的载流量.结果表明,排列方式对电缆间的邻近效应有较为显著的影响,优化排列方式可降低电缆损耗、提升载流量.

关键词：电磁-热-流耦合场、排管敷设、电缆、载流量、有限元

所属期刊栏目：17

分类号：TM247.9(电工材料)

资助基金：国家重点研发计划2016YFB0900704;国家"863"计划2013AA050601;国网浙江省电力公司科技项目5211ZS1500GD

在线出版日期：2017-04-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：197-202,261