一种电弧引燃高压电力电缆的模拟方法及系统技术方案

技术编号:41872121 阅读:26 留言:0更新日期:2024-07-02 00:23
本发明专利技术公开了一种电弧引燃高压电力电缆的模拟方法及系统,包括:搭建电缆燃烧二维平面几何模型并剖分网格;设置区域条件和边界条件,建立电缆燃烧物理模型;求解稳态和瞬态过程并导出计算结果。本发明专利技术方法通过构建电缆燃烧的二维平面几何模型并精细化网格划分,精确模拟电缆在电弧作用下的热行为和燃烧过程,考虑了电缆各组成部分的材料属性以及边界条件设置,包括电弧的时空热影响,从而能够全面考虑在电弧作用下电缆的物理和化学反应,进一步增加了模拟的适用性和可靠性。采用Coupled方法计算压力速度耦合,并引入稳态和瞬态过程的求解,提高了计算结果的稳定性和准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数值模拟,具体为一种电弧引燃高压电力电缆的模拟方法及系统


技术介绍

1、电缆通道的火灾防控是电缆通道安全建设的重要基础,电缆火灾是电缆通道内危险性最大的火灾之一。近年来,由电缆故障引发的火灾事故在国内时有发生,尤其是在火电厂、变电站等靠近设备的场所,常因火灾蔓延而导致设备停运或损坏,70%以上的电缆火灾损失严重。高压电缆一旦因绝缘老化、过载、接触不良、外力破坏等问题发生火灾,轻则造成输配电线路故障,重则造成人员伤亡、城区大面积停电等恶劣影响,严重威胁电网安全和社会正常供电。此外,地下电缆通道这类建筑物狭长、空间受限,一旦电缆发生火灾,火蔓延迅速,因电缆阵列的存在,连续的火蔓延可能发展为非连续的立体火蔓延,在特定条件下,发生火蔓延突变现象(加速、轰燃等)。不仅如此,明火在电缆上传播速度可达20m/min,并伴随着大量高热量有毒烟气,如一氧化碳、氯化氢等,电缆燃烧产生的大量烟气蔓延至其他地方,可使人瞬间窒息,中毒身亡,造成人员伤亡和财产损失。

2、在实际生活中,电弧是引燃电缆管道中的设备尤其是高压电力电缆的主要原因,同时电弧产生的电本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电弧引燃高压电力电缆的模拟方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的电弧引燃高压电力电缆的模拟方法,其特征在于:所述电缆燃烧二维平面模型包括电缆护套层、电缆绝缘层、电缆导体、电缆通道内的空气、电弧等离子体和电弧发生装置,电缆由下方电弧发生器产生电弧等离子体引燃,导体材料为铜,绝缘层材料为交联聚乙烯,护套层材料为聚乙烯。

3.如权利要求2所述的电弧引燃高压电力电缆的模拟方法,其特征在于:所述区域条件包括空气区域、等离子体区域、护套层区域、绝缘层区域和导体区域,空气区域和等离子体区域设置为流体区域,护套层区域、绝缘层区域和导体区域设置为固体区域。

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【技术特征摘要】

1.一种电弧引燃高压电力电缆的模拟方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的电弧引燃高压电力电缆的模拟方法,其特征在于:所述电缆燃烧二维平面模型包括电缆护套层、电缆绝缘层、电缆导体、电缆通道内的空气、电弧等离子体和电弧发生装置,电缆由下方电弧发生器产生电弧等离子体引燃,导体材料为铜,绝缘层材料为交联聚乙烯,护套层材料为聚乙烯。

3.如权利要求2所述的电弧引燃高压电力电缆的模拟方法,其特征在于:所述区域条件包括空气区域、等离子体区域、护套层区域、绝缘层区域和导体区域,空气区域和等离子体区域设置为流体区域,护套层区域、绝缘层区域和导体区域设置为固体区域。

4.如权利要求3所述的电弧引燃高压电力电缆的模拟方法,其特征在于:所述边界条件包括区域之间的交界面以及模型的四周,交界面的温度边界条件设置为耦合交界面;固体区域两端的温度边界条件设置为恒温300k;空气区域两端设置为压力出口,出口压力设置为常压,同时允许气体回流;电弧发生装置上方边界条件设置为电压正极。

5.如权利要求4所述的电弧引燃高压电力电缆的模拟方法...

【专利技术属性】
技术研发人员:潘绍明俸波夏小飞张炜张磊陈梁远苏毅张晓星
申请(专利权)人:广西电网有限责任公司电力科学研究院
类型:发明
国别省市:

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