光电复合海缆温度场建模分析及在在线监测中的应用

作     者：徐志钮 胡志伟 赵丽娟 李永倩 张翼 胡世勋 Xu Zhiniu;Hu Zhiwei;Zhao Lijuan;Li Yongqian;Zhang Yi;Hu Shixun

作者机构：华北电力大学河北省输变电设备安全防御重点实验室河北保定071003 华北电力大学电子与通信工程系河北保定071003 

出 版 物：《红外与激光工程》 (Infrared and Laser Engineering)

年 卷 期：2018年第47卷第7期

页      面：151-159页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家自然科学基金(61775057 51607066) 河北省自然科学基金(E2012502045) 中央高校基本科研业务费专项(2017MS110) 

主　　题：光纤复合海缆 温度场 绝缘状况 在线监测 绝缘状态判据 

摘      要：为了有效监测光电复合海缆的绝缘状况,基于迭代法改进了IEC60287电缆载流量和温度场计算标准,在有限元数值分析软件包COMSOL中基于热电耦合模块建立了110 k V YJQ41×300 mm^2海缆温度场模型,与改进IEC60287标准比较验证了建模方法的准确性,在此基础上确定了不同载流量下海缆模型最佳的分析范围。建模研究了海缆正常运行和绝缘性能下降情况下载流量和环境温度对光纤温升的影响;采用介质损耗表征绝缘状况,分析获得了典型介损值下光纤相对温升的变化规律。结果表明:正常情况下光纤温升随载流量的增加近似成平方增大,随环境温度的增加近似线性增大,增速较慢;海缆绝缘性能下降时光纤相对温升随tanδ的增加成正比增大,相对而言,受环境温度的影响很小。根据上述研究,提出了基于光纤相对温升和海缆载流量的介损计算公式和基于光纤相对温升的海缆绝缘状态监测方法。较之现有基于电气量的绝缘监测方法,该方法不易遭受电磁干扰的影响。在光电复合海缆在线监测方面具有参考应用价值。