消防科学与技术 ›› 2025, Vol. 44 ›› Issue (10): 1517-1523.
赵永秀1,2, 房家昶1, 孔令豪1, 刘树林1,2
Zhao Yongxiu1,2, Fang Jiachang1, Kong Linghao1, Liu Shulin1,2
摘要: 针对传统热路模型在预测低压五芯电缆过载温度时因多相热源耦合、几何非均匀性及电阻温度效应导致的精度不足问题,建立一种基于电磁-热耦合的二维暂态温度场有限元模型。以YJV 5.0×2.5 mm²低压电缆为研究对象,通过求解麦克斯韦与暂态热传导方程,结合Galerkin弱形式离散和隐式欧拉时间积分算法,得到不同工况下的电缆温度演化趋势。结果表明,三相对称工况下B相是绝缘失效高风险区域,环境温度从15 ℃升高至40 ℃,缆芯稳态时温升为27.53 ℃,损耗增幅为18.68%;负载电流由15 A升高至35 A,缆芯稳态时温升为81.1 ℃,损耗增幅为37.18%。试验结果表明,模型预测外护套温度平均绝对误差小于3%,且3 600 s暂态仿真可在5 min内完成。该模型解决了传统方法对多物理场耦合的简化局限,可应用于电气火灾危险排查与过热警报,为电缆载流量动态评估、超温预警及过热保护提供理论依据。