[发明专利]一种皱纹铝护套电缆二维热模型的修正方法

权利要求书

1.一种皱纹铝护套电缆二维热模型的修正方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1、收集皱纹铝护套电缆的结构参数及其热物理参数；

步骤2、基于步骤1收集的结构参数及其热物理参数建立皱纹铝护套电缆三维COMSOL有限元模型；

步骤3、基于步骤1收集的结构参数及其热物理参数计算皱纹铝护套电缆等效二维模型的结构参数；

步骤4、计算三维模型总等效热阻R_all；

步骤5、根据步骤3计算的皱纹铝护套电缆等效二维模型的结构参数、步骤4计算的三维模型总等效热阻R_all，计算二维等效模型的空气等效导热系数λ_air1；

步骤6、根据步骤5计算的三维模型总等效热阻R_all和步骤3得到的皱纹铝护套电缆等效二维模型的结构参数建立电缆二维有限元模型。

2.根据权利要求1所述的皱纹铝护套电缆二维热模型的修正方法，其特征在于：所述皱纹铝护套电缆的结构参数包括各层绝缘材料外径D₁～D₈、皱纹铝护套节距l以及厚度d，所述热物理参数包括各层绝缘介质的导热系数λ₁～λ₈。

3.根据权利要求2所述的皱纹铝护套电缆二维热模型的修正方法，其特征在于：所述步骤2具体包括：基于步骤1收集的参数，使用COMSOL有限元仿真软件建立电皱纹铝护套电缆三维COMSOL有限元模型，其中，设电缆外表面边界条件为第一类边界，温度恒定为T_w；设内部铜芯导体为发热源，其功率为P；皱纹铝护套与电缆绕包带边界设置为表面对表面辐射，将空气域设为透体；考虑空气与壁面之间的对流换热，设空气流动状态为层流，可压缩，考虑空气重力。

4.根据权利要求3所述的皱纹铝护套电缆二维热模型的修正方法，其特征在于：所述步骤3具体包括：利用步骤1收集的参数，使用平均值等效的方法得到皱纹铝护套电缆等效二维模型的结构参数，即二维截面等效直径D₁^*～D₈^*，其中D₁^*～D₅^*、D₈^*与D₁～D₅、D₈分别相等，D₆^*、D₇^*为：

5.根据权利要求4所述的皱纹铝护套电缆二维热模型的修正方法，其特征在于：所述步骤4具体包括：利用步骤2建立的皱纹铝护套电缆三维COMSOL有限元模型，计算电缆线芯温度T_n，则总等效热阻R_all计算公式如式(3)所示：

6.根据权利要求5所述的皱纹铝护套电缆二维热模型的修正方法，其特征在于：所述步骤5具体包括：

同轴圆柱体结构的物体总等效热阻为：

由式(4)即可计算出二维截面模型中空气的等效导热系数λ_air1。