大截面电缆金具涡流损耗计算与分析

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1、第38卷第4期四川电力技术V01．38。No．42015年8月SichuanElectricPowerTechnologyAug．。2015大截面电缆金具涡流损耗计算与分析李娟，刘念，刘航宇。蒲丽娟(四川大学电气信息学院，四川成都610065)摘要：电缆的输送容量随着大截面电缆的广泛应用而越来越大。在大电流作用下，电缆金具涡流损耗不能忽略。分析电缆金具涡流原理，建立大截面电缆固定金具的三维涡流场数学模型，在考虑边界条件和初始条件下，利用有限元法，计算单根电缆的金具涡流损耗模型。计算结果得出金具涡流损耗，分析磁感应强度和涡流损耗分布，探

2、讨了金具间隙大小和金具厚度对金具涡流损耗的影响。结合仿真实验和工程实际提出了最佳的金具间隙大小和金具厚度。关键词：大截面电缆；电缆金具；有限元法；金具间隙Abstract：Withthewideapplicationoflargecross—sectionpowercablesinChina，thetransmissioncapacityofthecableisal—SOgrowing．Underthehighcurrent，theeddycurrentlossesoffixedcleatcannotbeignored．Theprin

3、cipleofeddycurrentoffixedcleatforpowercableisanalyzed，anda3Deddycurrentmathematicalmodeloffixedcleatforlargecross—sectionpowercableisestablished．Undertheconsiderationofboundaryandinitialconditions，theeddycurrentlossesoffixedcleatforsinglecablearecalculatedwithfiniteelem

4、entmethod(FEM)．Theeddycurentlossesoffixedcleatareobtainedafterthecalcula·tion，andthedistributionsofmagneticinductionintensityandeddycurentlossesareanalyzed．Andthentheimpactsoftheclearanceincablefittingsandtheirthicknessoneddycurrentlossesoffixedcleatarediscussed．Finally

5、，thebestclearanceinfittingsandthebestthicknessayeproposedcombiningwiththesimulationandtheactualprojeets．Keywords：largecross—sectionpowercable；cablefitting；finiteelementmethod(FEM)；clearanceoffittings中图分类号：TM247文献标志码：A文章编号：1003—6954(2015)04—0078—05通过分析涡流原理，结合有限元方法，采用0引言C

6、OMSOL软件对隧道敷设大截面(2000mm)超高压单芯交联聚乙烯电力电缆及电缆金具进行建模，电网的输送容量随着电网的快速发展越来越仿真计算在正常运行工况下所配套金具的损耗，分大，220kV大截面电缆的应用也越来越广泛J。在析仿真结果，并探讨金具间隙和金具厚度对金具损电缆运行过程中，大截面电缆的固定金具和支撑金耗的影响。具发挥很大作用，其将电缆重量和热机械力以及短路时的电动力分散到各个金具释放，使电缆免受机1涡流损耗产生的原理械损伤。长期的大电流作用使得金具损耗成为了电力电缆线路损耗中不可忽略的一部分，且金具长期电缆电流引起的金具涡流

7、问题属于时变涡流场发热对电缆外护套的寿命也有一定的影响_2-3]。目问题l。电缆通过交变电流后，由于金具本身是采前，国内损耗计算的文献，较多集中在电磁炉、变压用铝合金等材料，在交变电流的作用下，金具周围会器铁心等领域的电涡流发热课题的研究，但是对于产生交变磁场，此磁场强度8的表达式为高压电缆引起的涡流场导致电缆金具发热的问题关B=。日=／-toI(1)注较少_4J，国内对大截面电缆金具的研究没有跟上电网的发展。因此，对于大截面电力电缆金具损式中：日为磁场强度；。为电导率；r为距离无限长耗的研究，有助于电力电缆工程中对金具的选型、减导线

8、的距离；，为电流。根据电磁感应定律，此交变少线路损耗、提高电力电缆运行稳定性及降低线路磁场在金具内部也会产生感应电动势，感应电动势运行成本。e为·78．第38卷第4期四川I电力技术Vo1．38．No．42015年8月Si