光纤复合海底电缆接地故障时温度分布仿真分析方法技术
【技术实现步骤摘要】
光纤复合海底电缆接地故障时温度分布仿真分析方法
本专利技术涉及故障仿真分析领域，尤其涉及光纤复合海底电缆接地故障时温度分布仿真分析方法。
技术介绍
我国海岸线较长，岛屿众多，海上活动频繁，海底电缆在远程供电、高压输电和通信等方面起着至关重要的作用。近年来，三芯海底电缆在海底配电网中得到了广泛应用，目前应用最多的就是交联聚乙烯（cross-linkedpolyethylene，XLPE）三芯光纤复合海底电缆。然而实际运行中的海缆埋于海床之下，长期遭受海水冲刷、侵蚀，很容易造成海缆的阻水性能变差，进而导致绝缘缺陷乃至绝缘击穿等电气故障的发生。故障发生后，及时进行故障检测和报警至关重要。利用分布式光纤温度传感技术监测海底电缆的工作状态是一种新方法，然而，利用该方法进行故障诊断时需要知道故障后海底电缆的温度分布规律。开展实体试验成本高、实施困难、数据难以获取。如图1（a）、1（b）所示，三芯XLPE绝缘光纤复合海缆，由三个完全相同的导电线芯、两个光单元及外层材料绞合而成，导电线芯在海缆内呈“品”字形排列，由内到外依次为阻水铜导体、导体屏蔽、XLPE绝缘、绝缘屏蔽、半导电阻...
【技术保护点】
光纤复合海底电缆接地故障时温度分布仿真分析方法，其特征在于包括以下步骤：1）建立海底电缆接地故障的几何模型；包括：101）建立海底电缆接地故障的几何模型，几何模型采用多根完全相同的导电线芯、一根或多个光单元绞合并外包外层材料而成；外包外层材料包括填充层，填充层包裹导电线芯和光单元，导电线芯包括导体线芯、绝缘层、金属护套， 导体线芯、绝缘层、金属护套由内而外设置；102）设置位于海缆外周的土壤层，土壤层长度设与海缆相同，海缆位于土壤的中心位置；103）设置故障处模型，取绝缘层上的一小块模拟导体线芯与外层的金属护套存在接触电阻与过渡电阻，并在导体线芯与金属护套之间建立一个贯穿绝...
【技术特征摘要】
1.光纤复合海底电缆接地故障时温度分布仿真分析方法，其特征在于包括以下步骤：1）建立海底电缆接地故障的几何模型；包括：101）建立海底电缆接地故障的几何模型，几何模型采用多根完全相同的导电线芯、一根或多个光单元绞合并外包外层材料而成；外包外层材料包括填充层，填充层包裹导电线芯和光单元，导电线芯包括导体线芯、绝缘层、金属护套，导体线芯、绝缘层、金属护套由内而外设置；102）设置位于海缆外周的土壤层，土壤层长度设与海缆相同，海缆位于土壤的中心位置；103）设置故障处模型，取绝缘层上的一小块模拟导体线芯与外层的金属护套存在接触电阻与过渡电阻，并在导体线芯与金属护套之间建立一个贯穿绝缘层的大电阻实体，以模拟接触电阻和过渡电阻，接触电阻和过渡电阻为击穿电阻，击穿电阻与整体模型进行粘连；线芯导体通过击穿电阻与绝缘层外部的金属护套实现电气相连，且铅合金护套两端接地；2）设置电热耦合有限元单元类型和材料参数；3）采用多种方法划分有限元网格；绝缘层、填充层采用不规则的网格划分方式，导体线芯、金属护套采用扫掠的规则的网格划分方式；4）设定海床边界条件和电压电流载荷；5）分析接地故障后的温度分布数据及时变规律；包括：501）获取光单元温度随空间变化情况；502）获取光单元、导体线芯、击穿电阻、绝缘层以及金属护套的温度随时间变化情况。2.根据权利要求1所述的光纤复合海底电缆接地故障时温度分布仿真分析方法，其特征在于：在步骤101）中，几何模型采用三根完全相同的导电线芯、一根光单元绞合并外包外层材料而成；导电线芯在海缆内呈“品”字形排列；对铜导体内部以及钢丝铠装层均不采用绞合，导体屏蔽、XLPE绝缘以及绝缘屏蔽三层合并，统称绝缘层；半导电阻水层和铅合金护套合并；沥青防腐层、聚乙烯内护套、填充物以及扎带合并为一层。3.根据权利要求2所述的光纤复合海底电缆接地故障时温度分布仿真分析方法，其特征在于：在步骤102）中，将海底电缆周围海床的土壤层截面范围设置为4m×4m的正方形。4.根据权利要求3所述的光纤复合海底电缆接地故障时温度分布仿真...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈振新，林晓波，汪洋，陈国志，高震，卢志飞，李世强，张磊，张娜飞，吕安强，
申请(专利权)人：国网浙江省电力公司舟山供电公司，国家电网公司，浙江舟山海洋输电研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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