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基于ANSYS的通电电缆的电-热场耦合分析

鏃ユ湡;2019-09-05  鏉ユ簮锛毼粗  浣滆咃細admin

  本文对电缆的电热场进行分析,通过ANSYS APDL建模分析,采用单元直接耦合电热场,准确模拟了电缆的电热场分布,对工程实践有指导意义。

  110k V 及其以上电压等级的电力电缆,作为电力系统中重要的输电设备,其安全运行对电力系统非常重要。一旦电力电缆发生故障,不仅会产生巨大的经济损失,同时还会产生大面积的停电,造成严重社会影响。由于运行中的线路过负荷导致电缆过热受损,由于线路敷设环境造成电缆护层化学腐蚀和电解腐蚀,由于海缆铠装、护套材料造成的电磁场导致绝缘受损等。这些缺陷在电缆线路运行中逐渐发展,直接威胁电网供电的可靠性。如何提高海底电力电缆运行安全性,是保障电力系统可靠供电至关重要的一个环节。

  为电缆的导体由多股导线绞合而成,所以导体表面不光滑会导致导体周围电场分布不均匀,所以实际上电缆导体外会存在半导体屏蔽层,作用是均衡导体表面的电场。同理,电缆三相也是绞合的,为了均衡其表面电场,在主绝缘外也会存在一层半导体屏蔽层。在这里,我们把模型理想化,导体仅由一根粗导线组成,因此表面是光滑的,同时电缆三相在一段距离里,近似没有换位,而是平行的。

  材料:丁苯橡胶(绝缘) 聚丙烯 (填充) 铜芯(紫铜) 氯丁橡胶(护套) 电缆

  电缆在满负荷正常运行时,电缆内部最高温度为 79.9℃,最高电场强度为13.7MV/m。根据运行经验,电缆正常运行时内部最高不会超过 90℃,电场强度不会超过 35MV/m,因此,此时电缆工作正常。


 
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