基于有限元分析的光纤复合低压电缆热场仿真和结构优化

光纤复合低压电缆(OPLC)是由绝缘导体和光单元组成的复合电缆,可以实现低压电力和光通信双重传输。依据OPLC的运行原理,分析其运行过程中的电热关系,对OPLC内光纤温度与光纤传输损耗关系进行研究分析,说明了光纤温度变化对其传输损耗的表征作用。针对OPLC工作时电热效应导致光纤温度升高问题,从调整OPLC结构的角度提出优化模型,依次改变光单元位置、耐热层材料、耐热层厚度,采用具有微管结构的光单元。利用COMSOL Multiphysics多物理场耦合仿真软件进行仿真,分别计算了OPLC在额定工作状态下原始结构与优化后结构的温度分布。采用优化结构后光纤温度由86.8℃降低至77.25℃,表明本文提出的OPLC优化结构可以有效降低电热效应对光纤的影响。