Tittel: Måler varmeflyt fra kabler

Tekst: Stein Arne Bakken

Modellen er en videreutvikling av en modell som ble resultatet av masteroppgaven til Alexander Nesheim på Universitet i Sør-Øst Norge (USN). Han har så verifisert REN-modellen i laboratorium ved USB. Nesheim jobber nå som rådgiver i Norconsult.

Ifølge et sammendrag av masteroppgaven som Energiteknikk har fått tilsendt, tyder resultatene på at REN-modellen gjengir temperatur og fordelingen i det testede kanalsystemet på en akseptabel måte.

«Modellen vurderes derfor som egnet for stasjonær termisk vurdering av den undersøkte installasjonen. Videre arbeid bør se på usikkerheten i forsøksoppsettet og i grensebetingelsene, og validere modellen for flere konfigurasjoner», skriver Nesheim.

Han påpeker at nøyaktig beregning av strømføringsevne er viktig for sikker og effektiv drift av kabelanlegg. Analytiske metoder, som IEC 60287, kan være vanskelige å bruke for komplekse kanal- og rørinstallasjoner, mens FEM-baserte modeller kan beskrive slike omgivelser mer detaljert.

I sin oppgave har Nesheim utviklet og valideres en todimensjonal, stasjonær FEM-modell i COMSOL Multiphysics. Modellen gjelder ett sett TSLF 240 mm² aluminiumskabler med ujordede skjermer, installert i en Melbye multikanal XL 4×160 mm (4-løp).

Modellen kobler elektromagnetiske tap med varmetransport  ved ledning, naturlig konveksjon og stråling. Den valideres mot laboratoriemålinger for forlegning med separerte faser og for trekantforlegning.

Valideringen av REN-modellen er basert på temperaturforskjellen mellom målte og simulerte verdier. De simulerte temperaturene viste akseptabel overensstemmelse med de målte verdiene for de påtrykte strømmene, og alle avvik i ledertemperatur lå innenfor termoelementenes toleranse på ±2,5 °C.