电力电缆载流量预估：双向间接耦合有限元法

"双向间接耦合有限元法预估电力电缆载流量 (2010年)" 是一篇工程技术论文，作者通过建立三维有限元时谐磁场模型，研究了多导体电力电缆在散热孔托架上的热-流体耦合问题。文章详细介绍了如何在考虑金属涡流效应的情况下，计算导体单元的功率损耗密度，并以此作为负载来构建电缆系统的热-流体耦合场模型，从而求解导体的温升。这一过程实现了磁场与热-流体场的间接耦合计算。由于电缆导体的电阻率随温度变化，形成了双向间接耦合。通过迭代方法，可以求得当热点温度达到90℃时的导体电流，即电缆的载流量。文中以无铠装单导体电缆和有铠装三并联导体电缆为例，进行了计算和实际测量，验证了间接耦合法的准确性和模型的正确性，为电力电缆系统的磁热特性分析提供了理论支持。 这篇论文的关键知识点包括： 1. **双向间接耦合有限元法**：这是一种用于解决复杂物理问题的方法，它结合了电磁场（磁场）和热流体场的相互作用，通过迭代计算得到系统在不同条件下的稳定状态。 2. **三维有限元时谐磁场模型**：该模型用于描述多导体电力电缆在特定环境下的电磁行为，考虑了金属导体中的涡流效应，精确计算了功率损耗。 3. **热-流体耦合场模型**：利用功率损耗密度作为热源，建立了电缆系统的热力学模型，解决了电缆各导体的温升问题，这有助于理解电缆的热行为。 4. **导体电阻率与温度的关系**：电缆的电阻率随着温度的变化而变化，这一特性使得磁场与热流体场之间的耦合成为双向的，增加了计算的复杂性。 5. **迭代求解**：通过反复迭代，求解出在热点温度90℃时的导体电流，这是电缆安全运行的最大允许电流，即载流量。 6. **实例验证**：通过实际案例，对比计算结果与实测数据，证明了所提出的计算方法的可靠性和精度。 这篇论文对电力工程领域的设计和分析具有重要意义，为电力电缆的载流量预估提供了一种科学且实用的工具，有助于优化电缆系统的设计，确保其在高温环境下的稳定运行。