±500 kV直流海底电缆J型管工程化设计与热管理优化

李童欣; 赵隆; 刘思雨; 朱文卫; 张烨; 李倩

doi:10.20204/j.sp.2025.06011

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±500 kV直流海底电缆J型管工程化设计与热管理优化

设备状态感知与多方法优化 | 更新时间：2025-12-10

- ±500 kV直流海底电缆J型管工程化设计与热管理优化
- Engineering Design and Thermal Management Optimization of ±500 kV DC Submarine Cable J-Tube
- 智慧电力 2025年53卷第6期页码：85-92
- 作者机构：
  
  1. 西安工程大学电子信息学院,陕西,西安,710000
  2. 广东电网有限责任公司,广东,广州,510600
  3. 南方电网能源发展研究院有限责任公司,广东,广州,511458
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20204/j.sp.2025.06011
  中图分类号：
- 纸质出版：2025
- 稿件说明：
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李童欣,赵隆,刘思雨,朱文卫,张烨,李倩.±500 kV直流海底电缆J型管工程化设计与热管理优化[J].智慧电力,2025,53(6):85-92.

LI Tongxin, ZHAO Long, LIU Siyu, et al. Engineering Design and Thermal Management Optimization of ±500 kV DC Submarine Cable J-Tube[J]. 2025, 53(6): 85-92.
李童欣,赵隆,刘思雨,朱文卫,张烨,李倩.±500 kV直流海底电缆J型管工程化设计与热管理优化[J].智慧电力,2025,53(6):85-92. DOI： 10.20204/j.sp.2025.06011.

LI Tongxin, ZHAO Long, LIU Siyu, et al. Engineering Design and Thermal Management Optimization of ±500 kV DC Submarine Cable J-Tube[J]. 2025, 53(6): 85-92. DOI： 10.20204/j.sp.2025.06011.

摘要

针对J型管空气段散热条件较差导致的载流量严重受限问题，提出±500 kV直流海底电缆J型管工程化设计与热管理优化方案。构建漏斗型通风与封闭、开孔3种不同管型结构的热-流耦合模型，开展环境因素对管中±500 kV直流海底电缆载流量的敏感性设计分析，最终构建数值水池仿真模型并进行抗浪击结构可靠性验证。结构性能测试表明，漏斗型通风J型管的散热设计效果显著，该结构在实际工程中具有良好的适用性，其结构的经济性设计可使全寿命周期成本以及碳排放强度下降。

Abstract

To address the severe limitation in current-carrying capacity caused by poor heat dissipation conditions in the air segment of J-tubes， this paper proposes an engineering design and thermal management optimization solution for ±500 kV DC submarine cable J-tubes. A thermal-fluid coupling model was constructed for three distinct J-tube structures: funnel-type ventilation， closed， and perforated. Sensitivity analysis was conducted to evaluate the impact of environmental factors on the current-carrying capacity of ±500 kV DC submarine cables within the tubes. Finally， a numerical wave tank simulation model was established to validate the structural reliability against wave impact. Performance tests demonstrate that the funnel-type ventilated J-tube significantly improves heat dissipation， exhibits excellent applicability in practical engineering， and reduces lifecycle costs and carbon emission intensity through its cost-effective designy.

关键词

Keywords

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