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随着世界各国的经济贸易、文化交流愈加频繁，各国之间往来的船只越来越多，到港船舶对港口城市的环境造成了严重污染，而岸电输电技术可为到港船舶提供清洁能源。为满足港口大功率、分级负荷的要求，船岸交互输电采用高压岸电电缆。岸电电缆裸露敷设于空气中，处于潮湿的港口，受阳光直射，连接时须采用起重机、绕盘等设施，运行时受海风、潮汐晃动的影响。这些特殊使用工况加快了绝缘老化速度，降低了电缆载流能力及使用寿命。此外，岸电电缆受风速、水流速度、太阳辐射等影响较大，电缆温度分布及载流量的计算较复杂，现有IEC60287标准并未对流速和太阳辐射影响下的电缆载流量进行详细说明，岸电电缆载流量的计算还未形成统一的国际标准或企业标准。因此本文研究适应于港口的岸电电缆多物理场耦合计算模型及复杂环境下岸电电缆温度分布和实时载流量计算方法，为岸电电缆载流量计算标准的修订提供参考。
基于上述岸电电缆现状及问题，论文开展工作内容如下：
①建立岸电电缆电磁-热-流-力多物理场耦合计算模型，分析了各场之间的耦合形式，采用有限元仿真软件进行多物理场求解，并与解析计算方法进行对比，验证了仿真模型的正确性。
②基于岸电电缆电磁-热-流-力多物理场仿真模型，研究金属护套接地方式、回路数和回路间距对温度分布的影响，对岸电电缆敷设进行优化计算，并研究了环境温度、风速、水流速度和太阳辐射对多回路岸电电缆温度分布的影响规律。
③基于电缆热平衡方程，提出基于牛顿迭代的岸电电缆实时载流量解析计算方法，并用MATLAB编程实现。采用该方法计算了空气敷设和水中敷设下载流量受环境温度、风速、水速、太阳辐射强度的影响，重点考虑了太阳辐射在水中的传播特性，并研究了不同地区、不同季节下岸电电缆逐小时载流量变化规律；另外，对电缆绝缘进行加速老化实验和拉伸实验，提出基于温度和应力联合约束的电缆载流量计算方法，计算不同气隙放电能下的电缆载流量；最后提出了岸电电缆载流量提升措施。
基于上述岸电电缆现状及问题，论文开展工作内容如下：
①建立岸电电缆电磁-热-流-力多物理场耦合计算模型，分析了各场之间的耦合形式，采用有限元仿真软件进行多物理场求解，并与解析计算方法进行对比，验证了仿真模型的正确性。
②基于岸电电缆电磁-热-流-力多物理场仿真模型，研究金属护套接地方式、回路数和回路间距对温度分布的影响，对岸电电缆敷设进行优化计算，并研究了环境温度、风速、水流速度和太阳辐射对多回路岸电电缆温度分布的影响规律。
③基于电缆热平衡方程，提出基于牛顿迭代的岸电电缆实时载流量解析计算方法，并用MATLAB编程实现。采用该方法计算了空气敷设和水中敷设下载流量受环境温度、风速、水速、太阳辐射强度的影响，重点考虑了太阳辐射在水中的传播特性，并研究了不同地区、不同季节下岸电电缆逐小时载流量变化规律；另外，对电缆绝缘进行加速老化实验和拉伸实验，提出基于温度和应力联合约束的电缆载流量计算方法，计算不同气隙放电能下的电缆载流量；最后提出了岸电电缆载流量提升措施。