三芯光纖復合海底電纜中光纖以內(nèi)填充層熱阻的準確計算是建立光纖與導體溫度關系的關鍵和難點。本文在建立三芯海纜熱路模型的基礎上,根據(jù)虛擬熱源和鏡像法,利用光纖溫度計算出填充層外徑處溫度,進而計算出鎧裝層外徑處溫度;根據(jù)傅氏傳熱學原理計算出光纖處等溫面至鎧裝層外徑處等溫面的熱阻;利用形狀因子法計算出填充層內(nèi)徑至鎧裝層外徑的總熱阻,再減去光纖處等溫面至鎧裝層外徑處等溫面的熱阻,得到光纖以內(nèi)填充層的熱阻;根據(jù)熱路模型建立了光纖與導體的溫度關系方程,并用有限元求解結果驗證了方程的正確性。結果表明,三芯海纜的光纖與導體溫度呈線性關系,導體溫度每上升1.15℃,光纖溫度上升1℃;相同導體溫度下,環(huán)境溫度每上升7.7℃,光纖溫度上升1℃。根據(jù)光纖溫度和環(huán)境溫度可計算出導體溫度,作為三芯海纜導體溫度監(jiān)測和載流量計算的理論依據(jù)。

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