垂直敷设方式下电力电缆电磁-流体-温度场研究

doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2023.02.005

湖南电力 ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (2): 24-31.doi: 10.3969/j.issn.1008-0198.2023.02.005

• 复杂环境下电力设备绝缘失效机理及风险评估方法专栏 • 上一篇下一篇

垂直敷设方式下电力电缆电磁-流体-温度场研究

瞿波¹, 杨俊涛¹, 李鑫¹, 项兴尧¹, 舒胜文²

1.国网湖北省电力有限公司十堰供电公司,湖北十堰 442099;
2.福州大学电气工程与自动化学院,福建福州 350108

收稿日期:2023-02-21 出版日期:2023-04-25 发布日期:2023-05-06
作者简介:瞿波(1971),男,本科,助理工程师,主要从事电网发展规划与高层电缆竖井研究。舒胜文(1987),男,教授,通信作者,主要从事绝缘机理与故障诊断、电气设备状态评估与防灾减灾等研究。
基金资助:
国网湖北省电力有限公司科技项目(5215C02000RM)

Electromagnetic-Fluid-Thermal Field Analysis of Power Cable under Vertical Laying Mode

QU Bo¹, YANG Juntao¹, LI Xin¹, XIANG Xingyao¹, SHU Shengwen²

1. State Grid Shiyan Power Supply Company, Shiyan 442099, China;
2. College of Electrical Engineering and Automation, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China

Received:2023-02-21 Online:2023-04-25 Published:2023-05-06

摘要/Abstract

摘要： 温度分布是决定电力电缆能否安全稳定运行的关键因素之一,主要受载流量、敷设方式及运行环境等影响。为研究垂直敷设方式下的电缆温度分布特性,首先以高层建筑电缆竖井为研究对象,构建简化的三维电缆竖井多物理场仿真模型,采用有限元法计算电缆竖井内部流体及温度分布情况,分析温度变化规律。其次,对比研究载流量及防火封堵材料等因素对电缆温度分布的影响。研究结果表明:相比于水平敷设方式,垂直敷设电缆温度更易受电缆竖井内部空气流动的影响,空气流动导致电缆不同部位的温度分布差异较大;而负载电流升高及添加防火封堵材料则会造成电缆温度的局部升高及不同楼层间电缆温度分布规律的变化。

关键词: 电力电缆, 垂直敷设, 多物理场仿真, 有限元法, 载流量, 防火封堵

Abstract: The temperature distribution is one of the key factors that determine the operation of the power cable, and it is mainly affected by the running current, the laying mode and the operating environment. In order to study the temperature distribution characteristics of cables under the vertical laying mode, the paper takes the cable shafts of high-rise buildings as the research object, and builds a simplified three-dimensional multi-physics simulation model of the cable shafts. The finite element method is used to calculate the fluid and temperature distribution inside the cable shafts, and the temperature variation trend is analyzed. Then, the influence of factors such as running current and fire blocking material on the temperature distribution of the cable is comparatively studied. The research results show that compared with the horizontal laying mode, the vertical laying of the cable is more susceptible to the influence of the air flow in-side the cable shaft, resulting in a large difference in the temperature distribution between different parts of the cable. At the same time, the increase of load current and the addition of fire blocking materials will cause the increase of cable temperature and the change of temperature distribution between different floors.

Key words: power cable, vertical laying mode, multi-physics simulation, finite element method, current carrying capacity, cable fire blocking

中图分类号:

TM756

瞿波, 杨俊涛, 李鑫, 项兴尧, 舒胜文. 垂直敷设方式下电力电缆电磁-流体-温度场研究[J]. 湖南电力, 2023, 43(2): 24-31.

QU Bo, YANG Juntao, LI Xin, XIANG Xingyao, SHU Shengwen. Electromagnetic-Fluid-Thermal Field Analysis of Power Cable under Vertical Laying Mode[J]. Hunan Electric Power, 2023, 43(2): 24-31.

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Electromagnetic-Fluid-Thermal Field Analysis of Power Cable under Vertical Laying Mode

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