海缆有限元温度场的模型验证
2022-01-21何进
现代计算机 2021年33期
关键词:有限元
何进
(国电象山海上风电有限公司,宁波 315000)
0 引言
海上风电的蓬勃发展对相关技术提出了更高的要求[1-3],高压海底电缆作为能量传输的载体,更是扮演着一个重要的角色。与常规的陆地电缆相比,海缆的运行环境复杂多变,同时受到船舶锚害等的侵袭[4-5]。为延长海缆使用寿命,避免非自然因素的侵袭,降低维修及敷设费用,目前的风电场建设时会为海缆配备一套监控系统,利用海缆内置的光纤单元结合分布式光纤传感技术,监控海缆的温度、应变、振动状态[6]。这些举措在较大程度上保证了海缆的稳定运行。
在监测的各种状态中,重点监测的是海缆的导体温度。但目前的技术水平难以测量导体的分布式温度,一般通过测量海缆内光纤的温度结合其他计算方法得到的海缆温度场推导出导体温度[7]。但是,目前监控系统的导体温度算法并不完善。为了应对更复杂的环境,确保海缆安全稳定的运行,减少海缆发生事故所带来的安全风险和经济损失,在将有限元法应用到监测系统之前,应该对有限元法计算的温度场进行验证。
1 验证流程
验证分析以海缆稳态温度场为主。对于瞬态温度场而言,侧重于分析海缆温度场的变化趋势。这是因为海缆结构相对复杂,且敷设环境复杂多变,难以确定其准确的变化过程。首先,需要从大量的原始数据中筛选出符合条件的数据并加以处理;然后确定所选数据对应海缆处的建模参数;最后分别对稳态和瞬态温度场进行建模验证。……
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