位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
基于有限元法的电缆金属护套感应电压仿真分析
  • ISSN号:1003-6520
  • 期刊名称:《高电压技术》
  • 时间:0
  • 分类:TM247[电气工程—电工理论与新技术;一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验室,哈尔滨150080, [2]南方电网科学研究院有限责任公司,广州510080
  • 相关基金:国家自然科学基金(51077029);特高压工程技术(昆明、广州)国家工程实验室开放基金(NEL201118).
中文摘要:

为有效降低单芯电缆金属护套感应电压对电缆寿命及载流量的影响,科学合理地选择不同电缆结构的敷设排列方式和距离,利用有限元法对不同材料、结构的电缆金属护套感应电压进行了数值仿真分析。首先采用电磁感应定律对单芯电缆金属护套感应电压进行解析计算;再通过AnsoftMaxwell15软件建立单回路电缆金属护套感应电压的3维简化模型,并验证了有限元分析方法的适用范围。在此基础上,计算护套、半导电屏蔽层在不同相对磁导率、体积电导率条件下的感应电压值,分析了钢带铠装层对金属护套感应电压的影响。结果表明,当金属护套的体积电导率由10^5S/m增大到10^7S/m时,电缆金属护套感应电压约降低2.86%:而当屏蔽材料的体积电导率由10^4S/m增大到10^5S/m时,电缆金属护套感应电压约降低6.06%。当金属护套的相对磁导率由1增大到10时,电缆金属护套感应电压约升高48.48%;而当屏蔽材料的相对磁导率由1增大到10时,电缆金属护套感应电压约升高6.06%;与无铠装层电缆相比,装有金属铠装层电缆的金属护套感应电压增大了近100%。

英文摘要:

In order to decrease the influence of induced voltage at metal sheath of single-core cable on the cable's lifetime and current-carrying capacity, and to select reasonable laying arrangement and distance for different cable structures, we numerically simulated and analyzed the induced voltage on metal sheath of various materials and structures. Firstly, we calculated the induced voltage on metal sheath of single-core cable using the analytic formulas based on electromagnetic induction law. Then, we established a 3-D model of metal sheath of single-core cable using Ansoft Maxwell 15, and vali- dated the applicability of this finite element model. Meanwhile, we calculated the induced voltage of metal sheath and semiconduction shielding layer with different relative magnetic permeability and bulk conductivity, and then we analyzed the effect of steel armour coating on the induced voltage. The results show that, when the bulk conductivity of metal sheath increases from 10^5 S/m to 10^7 S/m, the induced voltage on metal sheath decreases by about 2.86%, but when the bulk conductivity of shield material increases from 10^4 S/m to 10^5 S/m, the induced voltage decreases by about 6.06%. Moreover, the induced voltage increases by about 48.48% when the relative magnetic permeability increases from 1 to 10 in metal sheath, and by about 6.06% for the similar increase in shield material. Compared with cable in the absence of metal amour, the induced voltage of cable in the presence of armour coat almost doubles.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《高电压技术》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国家电力公司
  • 主办单位:国网武汉高压研究院 中国电机工程学会
  • 主编:郭剑波
  • 地址:湖北省武汉市珞瑜路143号
  • 邮编:430074
  • 邮箱:hve@whvri.com
  • 电话:027-59835528
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-6520
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1239/TM
  • 邮发代号:38-24
  • 获奖情况:
  • 历届电力部优秀期刊,历届湖北省优秀期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35984