光电复合海底电缆电—热多物理场耦合建模与故障分析

针对光电复合海底电缆运行环境特殊,实验成本高,获取状态信息难等问题,基于COMSOL Multiphysics环境建立了电-热多物理场耦合模型。探究了敷设深度、环境温度和水土换热系数对海缆缆芯工作温度的影响以及在超负荷状态下海缆的状态进行分析,找出海缆常见电气故障,得出:电阻的温度效应比不考虑温度效应海缆缆芯电磁损耗高约20%,铠装损耗和屏蔽层的损耗却是有所下降;光电复合海底电缆对海土温度的影响范围在1.5 m左右,海缆缆芯的工作温度随着环境温度的升高而升高;随着XLPE绝缘层退化程度的增加,缆芯温度升高几乎成正比增大,并且随着载流量增加,缆芯温度增加更加明显。采用电-热多物理场耦合的建模方法和故障分析手段为后续的研究提供一种有效解决方法。