[发明专利]复合海缆载流量计算方法

摘要

本发明公开一种复合海缆载流量计算方法，包含：建立几何模型；输入组成材料的物理性能参数；进行网格划分，建立光电复合海缆的有限元模型；设定环境温度和对流换热系数的取值范围、初始环境温度、初始对流换热系数、光电复合海缆工作电流；计算光电复合海缆的温度场分布，获取光电复合海缆中导体温度与光纤温度；判断|TC-t|是否大于ε；判断TC-t是否大于0；将环境温度、对流换热系数、载流量、光纤温度存储到载流量数据库；调整参数使对流换热系数h等于h2；调整参数使环境温度T等于T2；计算光电复合海缆在该光纤温度下的载流量。本发明能够根据季节变化、环境条件变化，灵活、动态地调节光电复合海缆的载流量，最大限度地发挥其传输电能的能力。

主权项

一种复合海缆载流量计算方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：步骤1、根据光电复合海缆的结构参数与敷设环境，建立复合海缆几何模型；步骤2、输入光电复合海缆的各个组成材料的物理性能参数；步骤3、对复合海缆进行网格划分，建立光电复合海缆的有限元模型；步骤4、根据光电复合海缆的敷设环境条件，取环境温度取值范围为[T1,T2]，温度间隔为ΔT；对流换热系数的范围为[h1,h2]，间隔Δh；步骤5、设定初始环境温度T为T1，初始对流换热系数h为h1；步骤6、设定光电复合海缆工作电流I的初始值I0；步骤7、输入光电复合海缆的工作电流I、环境温度T、对流换热系数h，根据笛卡尔坐标系中三维非稳态导热微分方程计算光电复合海缆的温度场分布，获取光电复合海缆中导体的温度TC与光纤温度TO；步骤8、判断|TC‑90|是否大于ε，若是，|TC‑t|>ε，则跳转到步骤9；若否，|TC‑t|≤ε，则跳转到步骤10； t为复合海缆绝缘材料长期容许持续工作的最高温度值，ε为实际工程所能容许的误差；步骤9、判断TC‑ t是否大于0，若是，TC‑ t >0，则降低I0的值，并跳转至步骤6；若否，TC‑ t <0，则增加I0的值，并跳转至步骤6；步骤10、取此时光电复合海缆工作电流I的电流值为此环境条件下的载流量Iz，并将此时的环境温度T、对流换热系数h、载流量Iz、光纤温度TO存储到载流量数据库中；步骤11、判断对流换热系数h是否等于h2，若是，则跳转到步骤12，若否，则使此时环境条件下的对流换热系数h增加Δh，并跳转到步骤6；步骤12、判断环境温度T是否等于T2，若是，则跳转到步骤13，若否，则使此时环境条件下的环境温度T增加ΔT，并跳转到步骤6；步骤13、采用光电复合海缆中冗余的单模光纤，并采用布里渊光时域分析技术实时监测出光电复合海缆中光纤的温度，通过查询载流量数据库，获得光电复合海缆在该光纤温度下的载流量Iz。