2023地下电缆群温升计算导则转移矩阵法.doc

地下电缆群温升计算导则：转移矩阵法目 次前言 ................................................................................ III1 范围 ............................................................................... 12 规范性引用文件 ..................................................................... 13 术语和定义 ......................................................................... 14 符号、代号和缩略语 ................................................................. 15 步骤 ........................................... ....... ............................ 15.1 有限元建模 ............ ............ ............................................ 25.2 有限元计算 ........................ ............................................ 25.3 计算转移矩阵 ....................... ........................................... 25.4 矩阵参数估算 ................................... ............................... 25.5 转移矩阵迭代 ............................. ..................................... 2附录 A（资料性附录） 计算案例 3II地下电缆群温升计算导则——转移矩阵法1 范围本标准（或本部分或本指导性技术文件）规定了例用转移矩阵计算地下电缆群稳态温升的方法。

本标准（或本部分或本指导性技术文件）适用于直埋或排管敷设的电力电缆群2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件JB/T 10181 《电缆载流量计算》IEC 60287 Electric cables calculation of the current rating3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件3.1转移矩阵 transfer matrix电缆群中电缆自身热导系数和与相邻电缆间热导系数所构成的矩阵3.2热流 heat flux单位时间通过某一面积的热能 3.3 调和导热系数 Harmonic thermal conductivity 电缆从线芯到外表面的整体导热系数3.4 有限元计算 finite element calculation 将整体模型划分为有限个单元并开展微分方程计算3.5 周围介质 ambient medium 指电缆敷设周围的土壤或者其他物体4 符号、代号和缩略语下列符号、代号和缩略语适用于本文件。

T：温升矩阵Tm：转移矩阵H：热流矩阵5 步骤5.1 有限元建模对地埋电缆群进行建模，电缆采用单层结构，从多层到单层的调和导热系数计算公式见式1： (1)式中r1、r2、…rn分别为电缆各结构层的厚度，λi为对应层的导热系数5.2 有限元计算设定各电缆的热负荷，形成热流矩阵H，选取若干组土壤导热系数、边界温度与对流散热系数，计算各工况下的电缆稳态温升，获取温升矩阵T5.3 计算转移矩阵计算方法见式2：Tm*T=H (2)5.4 矩阵参数估算利用数据拟合，获得转移矩阵参数与土壤特性参数（导热系数）、对流散热系数关系的估算公式5.5 转移矩阵迭代当导热系数与对流散热系数变化时，利用估算公式获得新的转移矩阵，进而实现稳态温升的快速计算9附 录 A（资料性附录）计算案例A.1 计算对象 计算对象为六回直埋电缆，排列方式见图A.1图A.1 建模对象A.2 计算过程A.2.1 有限元建模所建模型如图A.1所示，本例中各电缆调和导热系数为23.3W/m2*K。

A.2.2 有限元计算取边界1为对流散热系数为rand（0,1）*15 W/m2*K，温度为30+rand（0,1）*20摄氏度，边界2、3、4均设为温度30摄氏度在保证工况正交化的条件下，重复若干次计算，即可获得，以下结果汇总，如附表A.1所示附表A.1 稳态计算结果汇总环温差（K）导热系数（W/m2*K）散热系数（W/m2*K）H1（W）H2（W）H3（W）H4（W）H5（W）H6（W）T1（W）T2（K）T3（K）T4（K）T5（K）T6（K）16.940.76.8630.4654.3542.248.5166.560.2628.7342.2335.946.9659.130.1416.940.76.8636.8225.1462.2345.754.575.532.6327.644.2546.7850.6732.4116.940.76.8627.268.8341.5877.6749.5911.8529.8218.1534.2663.4246.1935.2316.940.76.8660.6143.5437.4963.1365.669.2845.6637.3936.2458.9258.8136.9616.940.76.8659.5856.0246.384.9728.871.7338.8839.2335.9624.4537.425.5116.940.76.8635.5766.1724.9748.2160.8555.5333.0949.4433.0851.5361.2659.7616.940.76.867.5945.4830.114.681.7636.5512.4931.0925.820.522.2437.8816.940.76.8642.992.813.8549.6556.3131.3133.6314.2116.7148.8348.9641.2116.940.76.8658.7667.870.9449.0839.410.9241.0244.717.548.7644.193216.940.76.8620.8971.2124.5238.1155.3439.4723.6950.2730.0142.6656.6948.8413.460.96.1119.8626.1677.9945.5171.1737.6721.4425.7643.4139.9251.8743.0413.460.96.1175.8527.6962.719.2621.1614.6338.2820.4434.8624.2726.0926.9413.460.96.1145.052.3462.0130.8916.7431.1428.1810.5633.8132.6223.1733.3513.460.96.110.2848.161.0949.5320.2870.8911.1627.6314.0438.7929.1948.5413.460.96.1162.1974.8550.9330.9778.253.1534.9143.2734.3833.6355.7228.6613.460.96.1133.8736.7773.7965.9219.482.1926.524.2438.9646.7326.1425.2113.460.96.119.0930.7542.033.3876.1643.0712.0925.827.918.3452.5139.4913.460.96.1144.116.3515.0465.518.410.4427.548.7215.1844.9516.6322.7113.460.96.115.8524.6940.9771.5158.6714.1515.0921.472747.1342.7630.0513.460.96.1165.8260.1361.5930.5473.758.8836.8737.8138.2234.3653.331.19171.114.747.8634.52.296.1542.9451.3822.1119.8812.1620.5732.5334.76171.114.721.9637.7732.6113.855.7352.1915.119.6620.0822.2320.2934.51171.114.771。