[发明专利]多根交联聚乙烯绝缘电缆共沟时温度场有限元计算方法

权利要求书

1.多根交联聚乙烯绝缘电缆共沟时温度场有限元计算方法，其特征是，包括：

步骤1，基于IEC 60287标准计算交联聚乙烯绝缘电缆的相关参数，所述的相关参数包括含单位长度电缆导体最高工作温度下的交流电阻、单位长度电缆导体的发热率、单位长度电缆绝缘介质的发热率、以及电缆铠装层的热损耗率；

步骤2，根据实际交联聚乙烯绝缘电缆的结构和尺寸参数，利用仿真工具COMSOL Multiphysics构建电缆模型；

步骤3，根据交联聚乙烯绝缘电缆的现场敷设情况以及交联聚乙烯绝缘电缆的尺寸参数，利用仿真工具COMSOL Multiphysics构建多根交联聚乙烯绝缘电缆的共沟模型和电缆沟温度场计算模型，该共沟模型包括土壤、电缆沟、空气和交联聚乙烯绝缘电缆；

步骤4，根据步骤A计算的相关参数，获得单位长度单位面积导线芯发热损耗、绝缘介质发热损耗和铠装层发热损耗，并利用仿真工具COMSOL Multiphysics同时加载到电缆沟温度场计算模型中的聚乙烯绝缘电缆上，作为聚乙烯绝缘电缆的热源进行温度场分析，进行聚乙烯绝缘电缆温度场的计算。

2.如权利要求1所述的多根交联聚乙烯绝缘电缆共沟时温度场有限元计算方法，其特征是：

步骤3进一步包括：

3.1根据交联聚乙烯绝缘电缆的现场敷设情况，利用仿真工具COMSOL Multiphysics构建多根交联聚乙烯绝缘电缆的共沟模型；选取共沟模型的矩形仿真边界，所选取的矩形仿真边界应保证左边界、右边界和下边界处的土壤温度不受交联聚乙烯绝缘电缆载流量变化的影响；矩形仿真边界内的土壤区域和共沟模型构成电缆沟温度场计算模型；

3.2根据实际情况，对电缆沟温度场计算模型内几何材料属性参数进行赋值定义，所述的几何材料包括聚乙烯绝缘电缆、土壤、空气和水泥，所述的属性参数包括密度、比热容和导热系数。

3.如权利要求1所述的多根交联聚乙烯绝缘电缆共沟时温度场有限元计算方法，其特征是：

步骤4进一步包括：

4.1将电缆沟温度场计算模型简化为二维模型，并加载边界条件和热源，对各电缆施加载流量；所述的边界条件包括：取下边界土壤为物体边界温度已知的第一类边界条件，取左边界和右边界土壤为物体边界上法向热流密度已知的第二类边界条件，其边界法向热流密度为0；取上边界土壤和地面水泥为与土壤和水泥相接触的空气温度和对流换热系数均为已知第三类边界条件；

4.2对电缆沟温度场计算模型构建网格，采用仿真工具COMSOL Multiphysics计算电缆沟温度场计算模型的温度场分布、电缆沟温度场计算模型电缆沟区域的温度场分布以及电缆沟温度场计算模型局部电缆本体的温度场分布。