[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

说明书

本发明公开了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，包括：对原型综合管廊电力舱的缩尺模型进行数学建模；对不同防火间隔下的缩尺模型进行计算机模拟分析，得到第一数据集和第二数据集；对第一数据集和第二数据集进行拟合，得到防火间隔与载流量以及电缆最高温度之间的关系；进行计算机模拟分析，验证拟合关系的准确性，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。本发明补充了领域中如防火间隔这种对于地下综合管廊整体施工起到巨大影响的建设部分对电缆温度以及载流量的影响上的空白，能够使工程实践和管廊建设更加科学、绿色和经济。

技术领域

本发明涉及通风和传热领域，尤其涉及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。

背景技术

综合管廊又称共同沟，是建于城市地下，用于实施统一规划、设计、施工、维护和敷设市政公用管线的市政公用设施。

在地下综合管廊的施工设计中，安全问题十分重要，由于火灾通常在电力舱发生，因而电力舱运行中最重要的就是确保通风控温和预防火灾。因此，能够进行试验验证的缩尺模型成为模拟电力舱温度场分布以及研究电力舱电缆传热特性的有效手段。目前关于电力舱的缩尺模型理论比较缺乏，关于电力舱电缆的传热相似准则也比较少。行业标准中，目前的IEC-60287标准并没有详细论述电缆负荷率与电力舱防火间隔的关系。在现有技术中，可以通过测量电缆绝缘层外皮温度进行电力电缆载流量能力的预测以及分析不同环境下的电力电缆温度的区别，能够综合考虑电缆间距以及电缆层间距同电缆沟深度对于电缆温度的影响。但是国内外的各项研究中，仍然普遍缺乏电力舱整体尺度对于电缆载流量以及温度的影响。尤其是没有考虑到防火间隔这种对于地下综合管廊整体施工起到巨大影响的部分对电缆温度以及载流量的作用。在建设过程中，过长的防火间隔不仅增加了风机负担，提高了电缆温度，降低了电缆对突发事故的预防性，同时也增加了突发事故时工作人员的危险程度。而过短的防火间隔，又浪费了风机功率，造成了浪费，同时也对于底面的出风口进风口的修建带来了不少的工程量，为地面楼宇建设，绿化带来了不便。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供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。

本发明的目的能够通过以下技术方案实现：

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，具体步骤包括：

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；

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；

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关系；

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。

具体地，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缩尺模型的边界条件步骤中，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。

更进一步地，在步骤S11和S12的计算中，忽略辐射传热，具体为：