【摘 要】
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为降低船舶靠港产生的污染各国陆续引进岸电输电技术,其中岸电电缆作为岸电供电系统关键设备之一,其良好的电气、机械性能是保证岸电供电系统安全稳定运行的前提。由于长期工作于港口地区,岸电电缆易长时间受到太阳辐射、潮水的涨落等环境因素的影响,同时其运输过程易受到拉伸、弯曲、扭转等外力的作用,导致岸电电缆的运行寿命远远小于传统电缆。因此本文研究了在不同环境条件以及典型缺陷下岸电电缆内部多物理场分布的解析计算
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为降低船舶靠港产生的污染各国陆续引进岸电输电技术,其中岸电电缆作为岸电供电系统关键设备之一,其良好的电气、机械性能是保证岸电供电系统安全稳定运行的前提。由于长期工作于港口地区,岸电电缆易长时间受到太阳辐射、潮水的涨落等环境因素的影响,同时其运输过程易受到拉伸、弯曲、扭转等外力的作用,导致岸电电缆的运行寿命远远小于传统电缆。因此本文研究了在不同环境条件以及典型缺陷下岸电电缆内部多物理场分布的解析计算及数值计算方法,并实时监测岸电电缆表面温度和应变的变化规律,为不同工况下岸电电缆温度、应力分布的预测提供了一定参考。基于岸电电缆发展现状及存在的问题,本文研究内容从以下几方面展开:（1）建立岸电电缆电磁-热-力多物理场耦合计算模型,考虑各物理场的控制方程、相互间作用关系以及岸电电缆金属护套的接地电流,利用现有有限元软件对正常运行状态下的岸电电缆电磁-热-力多物理场进行有限元计算;（2）建立太阳辐射下及浸水状态时的岸电电缆等效热路模型,并采用极坐标下应力平衡方程对其内部热应力分布进行解析计算,同时利用数值计算方法计算岸电电缆内部温度应力分布,对解析计算结果进行验证,并考虑了不同季节、潮汐、表面辐射率等因素对岸电电缆温度应力分布的影响,可借此预测在复杂工况下岸电电缆的温度应力分布;（3）利用有限元法对存在气隙缺陷、铜杂质缺陷时的岸电电缆电场、温度应力场进行计算,并考虑了气隙放电能量、负荷电流、气隙长度等因素对电场、温度应力分布的影响,为岸电电缆寿命评估提供了一定参考依据;（4）利用分布式光纤传感技术对岸电电缆表面温度及应变进行实时监测,并与数值计算方法进行对比,分析了实测值与数值解间存在误差的原因,进而对岸电电缆表面与空气的对流换热系数进行修正,以提高数值计算方法的精确度。
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