[發(fā)明專(zhuān)利]三芯海底電纜中復(fù)合光纖以內(nèi)填充層熱阻的計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410428665.2
• 申請(qǐng)日: 2014-08-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104181193B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂安強(qiáng);寇欣;李永倩;李靜
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)(保定)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N25/20
• 分類(lèi)號(hào): G01N25/20
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.三芯海底電纜中復(fù)合光纖以內(nèi)填充層熱阻的計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：計(jì)算填充層內(nèi)徑至鎧裝層外徑的熱阻，具體方法如下：

(1)假設(shè)填充層內(nèi)徑至鎧裝層外徑之間的熱阻系數(shù)同為填充層的熱阻系數(shù)，計(jì)算填充層內(nèi)徑至鎧裝層外徑之間的熱阻

$T_s^{\′}=\frac{ln(R/r_1)-\frac{1}{n}ln(nr/r_1)}{2\mathrm{\π}\mathrm{\λ}}$

其中，R是鎧裝層外徑的一半，r₁是線芯中心至海底電纜中心的距離，n＝3是線芯的數(shù)量，r是線芯的半徑，λ是填充層材料的導(dǎo)熱系數(shù)；

(2)利用IEC60853標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算填充層外徑至鎧裝層外徑的熱阻之和T_s”，它等于扎帶、黃銅帶、鎧裝墊層和鎧裝層的熱阻之和；

(3)假設(shè)填充層外徑至鎧裝層外徑之間的材料是填充層材料，利用IEC60853標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算熱阻T_s”’；

(4)計(jì)算填充層內(nèi)徑至鎧裝層外徑之間的真實(shí)熱阻之和T_s＝T_s’-(T_s”’-T_s”)；

步驟2：計(jì)算填充層外徑處溫度，具體方法如下：

以光單元中心至海底電纜中心連線的延長(zhǎng)線為y軸，y軸與填充層外徑的交點(diǎn)為原點(diǎn)，原點(diǎn)處填充層外徑的切線為x軸，建立坐標(biāo)系；計(jì)算填充層外徑處的溫度為

$t_s=t(x,y)-\frac{Q}{2\mathrm{\π}\mathrm{\λ}}ln\sqrt{\frac{x^2+{(y+y_0)}^2}{x^2+{(y-y_0)}^2}}$

其中，t(x，y)是復(fù)合光纖的溫度，Q是三個(gè)線芯的總損耗，λ是填充層的熱阻系數(shù)，y₀為海底電纜中心到填充層外徑的距離，x和y是光單元中心的橫縱坐標(biāo)，且x＝0；

步驟3：計(jì)算鎧裝層外徑處溫度，具體方法如下：

(1)設(shè)X為鉛合金護(hù)套至鎧裝層之間材料厚度與鉛合金護(hù)套外徑的比值，對(duì)于彼此不接觸的鉛合金護(hù)套，計(jì)算幾何因數(shù)

(2)填充層外徑至鎧裝層內(nèi)徑之間的各層材料熱阻都按下式計(jì)算

$T=\frac{{\mathrm{\ρ}}_T}{2\mathrm{\π}}\stackrel{\‾}{G}$

其中，ρ_T是熱阻系數(shù)；

(3)計(jì)算鎧裝層溫度

t_a＝t_s-Q·T_s1

其中，T_s1為填充層外徑至鎧裝層內(nèi)徑的熱阻之和；

步驟4：計(jì)算復(fù)合光纖處等溫面與鎧裝層外徑處等溫面之間的熱阻為

$T_{fa}=\frac{\mathrm{\Δ}t}{Q}$

其中，Δt是光纖處等溫面與鎧裝層處等溫面之間的溫差；

步驟5：計(jì)算復(fù)合光纖以內(nèi)的填充層熱阻T_f＝T_s-T_fa。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述三芯海底電纜中復(fù)合光纖以內(nèi)填充層熱阻的計(jì)算方法，其特征在于，復(fù)合光纖是單模、多模或其他類(lèi)型的光纖，復(fù)合光纖的溫度通過(guò)分布式光纖溫度測(cè)量設(shè)備測(cè)得，這些設(shè)備是基于光纖拉曼散射、基于光纖布里淵散射或基于光纖瑞利相干檢測(cè)原理的分布式光纖測(cè)溫設(shè)備或儀器。