[发明专利]一种管廊电力舱防火间隔与电缆载流量定量关系确定方法

权利要求书

1.一种综合管廊电力舱防火间隔与电缆载流量定量关系确定方法，其特征在于，具体步骤包括：

S1、对原型综合管廊电力舱的缩尺模型进行数学建模，得到原型综合管廊电力舱传热相似准则数以及相应缩尺模型的边界条件；

S2、对不同防火间隔下的缩尺模型进行计算机模拟分析，得到不同防火间隔下相同电缆载流量的电缆轴心温度的第一数据集和不同防火间隔下不同电缆载流量的电缆轴心温度的第二数据集；

S3、对第一数据集和第二数据集进行拟合，得到防火间隔与电缆载流量以及电缆最高温度之间的拟合关系；

S4、对特定电缆载流量下不同防火间隔的电缆最高温度曲线进行计算机模拟分析，验证S3得到的拟合关系的准确性，将原型综合管廊电力舱防火间隔与电缆载流量代入验证后的拟合关系，得到原型综合管廊电力舱防火间隔与电缆载流量关系。

2.根据权利要求1所述的一种综合管廊电力舱防火间隔与电缆载流量定量关系确定方法，其特征在于，步骤S1包括：

S11、采用傅里叶导热公式计算忽略辐射传热的电缆芯温度场，并对所得公式进行无量纲化处理，得到电缆芯温度场的相似准则数；

S12、采用傅里叶导热公式计算忽略辐射传热的电缆绝缘层温度场，并对所得公式进行无量纲化处理，得到电缆绝缘层温度场的相似准则数；

S13、根据努塞尔数对电力舱内通风情况进行设置，得到缩尺模型中电力舱内通风情况。

3.根据权利要求2所述的一种综合管廊电力舱防火间隔与电缆载流量定量关系确定方法，其特征在于，步骤S11包括：

根据傅里叶导热微分提出无量纲温度：

其中，θ表示电缆芯内任一点的无量纲温度，T₁表示电缆芯内任一点的温度，T_∞表示电力舱外部环境温度；

得到电缆芯的一维温度场，表示为：

其中，r₁表示电缆芯某点到电缆轴心距离，R₁表示绝缘层内半径到电缆芯轴的距离，λ₁表示电缆芯导热系数，表示单位体积内热源，所得相似准则数表示为

4.根据权利要求2所述的一种综合管廊电力舱防火间隔与电缆载流量定量关系确定方法，其特征在于，步骤S12包括：

简化绝缘层边界条件为对流传热，提出无量纲温度：

其中，Θ表示绝缘层内任一点的无量纲温度，T₂表示电缆绝缘层内任一点的温度，T_in表示电力舱进风温度，T_∞表示电力舱外部环境温度；

得到绝缘层内的无量纲温度场：

其中，r₂表示绝缘层某点到电缆轴心距离,R₁表示绝缘层内半径到电缆芯轴的距离，R₂表示绝缘层外半径到电缆芯轴的距离，λ₂表示绝缘层导热系数，h表示电缆表面对流换热系数，表示单位体积内热源；所得相似准则数表示为和

5.根据权利要求2所述的一种综合管廊电力舱防火间隔与电缆载流量定量关系确定方法，其特征在于，步骤S13包括：

采用对流换热相似准则数Nu来模拟真实管廊内空气流动，其中Nu＝hl/λ；Nu为努赛尔数，h表示电缆表面任一点对流换热系数，l为特征尺度，λ为导热系数。

6.根据权利要求1所述的一种综合管廊电力舱防火间隔与电缆载流量定量关系确定方法，其特征在于，步骤S3包括：

S31、对所得到的第一数据集和第二数据集进行函数拟合；

S32、对不同负荷下的拟合函数的参数进行拟合，得到函数参数随负荷变化的表达式。