通风电缆沟内电缆载流量计算与影响因素深度探究

本文主要探讨了基于耦合场的通风电缆沟敷设电缆载流量计算及其影响因素。研究首先基于电缆沟通风系统内部流体流动与传热的特性，构建了一个三维流体流动与温度场的耦合计算模型。这个模型考虑了流体场和温度场的相互作用，通过有限元法对边界条件（如进风速度、进风温度）和假设条件（如理想气体假定、热传导和对流传热）进行了精确求解。计算结果揭示了电缆沟内流体速度分布以及电缆表面温度分布，验证了模型的准确性。 文章的核心内容围绕以下几个方面展开： 1. 电缆沟敷设的优势：电缆沟敷设由于其灵活性、电缆容量大、无需井室、进出电缆便捷等优点，在城市规划和景观需求下被广泛应用。 2. 电缆散热与载流量：电缆沟内的热量如果不及时排出，可能导致电缆温度上升，降低载流量和电缆芯的利用率，甚至影响电缆绝缘的老化和电网安全。通过强制通风可以有效散热，提高电缆载流量。 3. 地下电缆温度场计算方法：研究了解析法和数值计算方法，如边界元法、有限差分法、有限容积法和有限元法，强调了现有文献在电缆沟通风与热-流耦合计算方面的不足。 4. 耦合模型的构建与验证：在流体力学和传热学原理基础上，构建了三维流体场和温度场耦合的模型，并通过有限元法求解，获取了通风电缆沟内的流速分布和温度分布，证明了模型的有效性。 5. 电缆允许载流量的计算：通过等值热路法和数值迭代法，作者计算了电缆在特定通风条件下的最大载流量。研究发现，进风速度增加会导致载流量提升，而进风温度升高则会降低载流量；通风电缆沟长度增加，同样会影响载流量。 6. 影响因素分析：深入探讨了电缆沟通风系统的设计对电缆载流量的重要影响，揭示了不同参数变化对电缆性能的实际效果，为电缆沟通风设计提供了科学依据。 本文通过对电缆沟通风系统耦合场的计算和分析，为优化电缆沟敷设的散热性能，提高电缆的经济性和可靠性提供了有价值的方法和策略。