三芯海底电缆中复合光纤与导体温度关系建模

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华北电力大学电子与通信工程系的研究人员吕安强、寇欣、尹成群、李永倩，在2016年第18期《电工技术学报》上撰文指出，三芯光纤复合海底电缆中光纤以内填充层热阻的准确计算是建立光纤与导体温度关系的关键和难点。

本文在建立三芯海缆热路模型的基础上，根据虚拟热源和镜像法，利用光纤温度计算出填充层外径处温度，进而计算出铠装层外径处温度；根据傅氏传热学原理计算出光纤处等温面至铠装层外径处等温面的热阻；利用形状因子法计算出填充层内径至铠装层外径的总热阻，再减去光纤处等温面至铠装层外径处等温面的热阻，得到光纤以内填充层的热阻；根据热路模型建立了光纤与导体的温度关系方程，并用有限元求解结果验证了方程的正确性。

结果表明，三芯海缆的光纤与导体温度呈线性关系，导体温度每上升1.15℃，光纤温度上升1℃；相同导体温度下，环境温度每上升7.7℃，光纤温度上升1℃。根据光纤温度和环境温度可计算出导体温度，作为三芯海缆导体温度监测和载流量计算的理论依据。

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