一种电缆接头实时载流量计算方法

摘要

本发明公开了一种电缆接头实时载流量计算方法，首先在COMSOL中进行电缆接头建模，利用四面体不均匀剖分对模型进行剖分，进一步利用电磁‑热耦合双层迭代算法对模型进行仿真计算，在考虑温度对电缆导体电导率的影响下，得出电缆的温度分布；通过对不同载流量下电缆的温度分布进行仿真，最后应用载流量计算公式反推电缆此时的载流量大小。

主权项

一种电缆接头实时载流量计算方法，其特征是，包括以下步骤：步骤一，搭建电缆接头的三维模型；步骤二，采用四面体单元对步骤一搭建的三维模型进行有限元网格划分；步骤三，给定初始温度T(0)，根据公式分别计算导体和屏蔽层铜材料的电导率，并结合电磁场控制方程及施加的电磁边界条件计算电缆接头的电磁场分布；判断相邻两次计算结果差值是否满足控制精度要求，若不满足，令迭代次数m＝m+1，重新计算电磁场分布，直至相邻两次迭代计算结果差值满足控制精度要求；步骤四，根据以下公式计算单位体积生热率Q_v；$J=▿\times \frac{1}{\mu }▿\times A$$Q_v=\frac{1}{\sigma }|J{|}^2$式中，J为包括源电流密度及涡流电流密度的总电流密度，A为矢量磁位，为哈密顿算子；步骤五，将单位体积生热率Q_v载入温度场控制方程中结合施加的温度边界条件，计算得到电缆接头的温度场分布，判断相邻两次迭代计算温度差值是否满足控制精度要求，若不满足，根据计算得到的温度分布情况更新导体的电导率值，同时令迭代次数n＝n+1，再计算温度场分布，重复上述过程，直至相邻两次迭代计算温度差值满足控制精度要求；步骤六，根据上述计算过程计算多种不同载流量下的电缆温度；步骤七，根据步骤六获得的数据，分析得到电缆载流量I计算公式为：其中，R是导体交流电阻，W_d是导体损耗，T₁，T₂，T₃分别是绝缘层热阻，内衬层热阻和外被层热阻；λ₁，λ₂分别是金属护套损耗，铠装损耗与导体损耗之比；θ_c是电缆温度，θ_a是环境温度。