基于紅外熱像技術(shù)的船用電纜三維溫度場仿真研究.pdf

1、電纜作為傳輸和分配電能的載體,在各行各業(yè)均得到廣泛的應(yīng)用。但是由于船用電纜處于高溫、高濕和高鹽的環(huán)境下,容易發(fā)生老化故障。船用電纜發(fā)生老化故障后,絕緣性能下降,會導(dǎo)致放電和相間短路等故障,引起溫度異常,容易引發(fā)火災(zāi)等事故。因此針對船用電纜實際特點,對船用電纜紅外檢測技術(shù)及三維溫度場進(jìn)行分析,進(jìn)而對電纜老化程度進(jìn)行判斷,對保證船用電纜的可靠性及該船的性能發(fā)揮具有重要意義。
　　首先根據(jù)研究電纜的結(jié)構(gòu)參數(shù),建立了電纜三維有限元模型,對

2、電纜三維穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)溫度場進(jìn)行仿真研究,并利用實驗對仿真結(jié)果進(jìn)行了驗證。通過在不同環(huán)境溫度和運行電流下的電纜溫度場仿真,發(fā)現(xiàn)電纜正常情況纜芯溫度最高,表面溫度最低;在軸向溫度分布均勻;在電纜通電運行的前半小時內(nèi),電纜溫度變化劇烈,到一個半小時后趨于穩(wěn)定,前半小時測量的電纜溫度不能作為電纜狀態(tài)判斷依據(jù)。
　　然后對電纜在整體老化和局部老化故障下的溫度場進(jìn)行仿真研究,通過對不同老化系數(shù)和運行電流下的溫度場仿真,發(fā)現(xiàn)電纜整體老化時,溫度場

3、的分布規(guī)律與正常情況下相同,且表面溫度變化不大,但是內(nèi)外溫差發(fā)生較大變化;在局部老化時,電纜表面軸向溫度分布不均勻,電纜老化段表面溫度較低,正常段溫度較高,在老化段和正常段的分界處出現(xiàn)溫度的極大值和極小值,因此利用紅外熱像儀可以方便的檢測出局部老化故障;電纜運行時間的長短只影響電纜溫度數(shù)值,對其溫度的分布規(guī)律影響不明顯;為了獲得較大的表面溫差,最好在電纜運行1小時后進(jìn)行檢測。
　　最后對電纜纜芯溫度的測量方法及利用紅外檢測實現(xiàn)電纜