桥架敷设电缆群温度场和载流量计算方法研究

摘要

桥架电缆在城市配电领域广泛应用，必须长期安全稳定的运行，而且要能根据复杂多变的敷设环境，快速、准确、实时地确定电力电缆的温度场和载流量，这些将直接影响到桥架敷设电缆运行的经济性和可靠性，因此研究有效的方法对电力电缆的温度场和载流量进行准确计算具有重要的意义。
　　基于此，本文进行了如下研究工作:
　　建立了桥架敷设电缆的电磁损耗有限元计算模型，计算了单回路、两回路和三回路的桥架内敷设电缆及桥架本身的电磁损耗。
　　建立了桥架电缆的温度场计算模型。在给定负荷下，利用有限元法耦合计算了热传导、热辐射、自然对流三种换热方式的桥架敷设电缆稳态温度场分布情况，并给出温度场图和流场图。
　　利用迭代法计算了桥架敷设单回路、两回路和三回路三芯电缆的载流量，实现了桥架敷设电缆载流量的快速准确计算，对比了直埋和桥架电缆敷设方式下敷设单根和多根电缆的载流量。
　　最后仿真分析了风速、空气温度等因素对桥架敷设电缆温度场和载流量的影响。风速越高，载流量越大。空气温度越高，载流量越小。
　　采用有限元法，可以全面覆盖到诸多复杂的影响因素，准确模拟仿真桥架敷设电缆的温度场和载流量，对确保电缆能够安全可靠经济地工作具有重要的意义。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 论文的研究背景及选题意义

1．1．1 课题背景

1．1．2 选题意义

1．2 国内外研究现状及发展趋势

1．2．1 解析计算

1．2．2 实验法

1．2．3 数值计算

1．3 研究的主要内容

第2章 桥架电缆损耗计算

2．1 电缆桥架的分类

2．2 桥架敷设电缆结构模型

2．3 研究电缆损耗的意义

2．4 影响损耗的因素

2．5 桥架电缆群损耗计算软件

2．6 电磁损耗的计算方法

2．6．1 有限元法计算电磁损耗

2．6．2 桥架电缆金属护套涡流损耗

2．6．3 电磁场模型的建立

2．7 桥架敷设电缆损耗计算实例

2．8 本章小结

第3章 桥架电缆温度场数值计算

3．1 桥架电缆温度场计算软件

3．2 数学模型

3．3 温度场有限元基本原理

3．3．1 热传导控制方程

3．3．2 热对流控制方程

3．3．3 边界条件

3．3．4 设置求解域参数

3．3．5 桥架敷设电缆稳态温度场计算实例

3．4 桥架电缆缆芯导体温度的影响因素

3．5 本章小结

第4章 桥架电缆载流量计算

4．1 电缆温度场与载流量的关系

4．2 桥架敷设电缆载流量计算方法

4．3 桥架敷设电缆载流量计算实例

4．4 本章小结

第5章 载流量影响因素分析

5．1 空气温度对载流量的影响

5．2 电缆的数量对载流量的影响

5．3 对流换热对载流量的影响

5．4 电磁损耗和间距对载流量的影响

5．5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢