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Ansoft Maxwell 15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105 S/m增大到107 S/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104 S/m增大到105 S/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%。感应电压的影响，为数值计算金属护套感应电压提供了新的方法。本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/ 1电缆金属护套感应-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港电动液压滚圆机滚弧机电缆金属护套感应电压的解析计算当电缆导线通过电流时，其周围产生磁通,磁通不仅与线芯回路相链，还与电缆的金属护层相链，并在金属护层上产生感应电压。这种感应电压与线芯截面、电缆间距离和电流大小有关。此外，单芯电缆金属护套的对地感应电压不仅取决于电缆的负荷电流，还取决于3根电缆的排列方式和线路长度，并与邻近线路的排列、有无回流线等因素相关。图1为计算电缆金属护套感应电压时所选择的三相电缆单回路任意方式排列的敷设位置示意图。图1中，O点表示所研究的金属护套的位置；A、B、C点分别表示A相、B相和C相电缆所放置的任意位置，它们之间彼此平行，且电缆规格均相同。设OA=S1，OB=S2，，O点金属护套与B、C相电缆之间的磁通分别为72OBΒS73OCCS21+Ι(4)当电缆传输的三相电流相互平衡时高俊国，于平澜，李紫云，等：基于有限元法的电缆金属护套感应电压仿真分析717图3电缆水平和三角形敷设时的H云图bles值较高的红色区域主要集中在电流相位为0的A相电缆的线芯与绝缘层接触处，并沿径向逐渐减弱。此结果是由电缆排列位置和线芯电流相位共同决定的，即邻近效应的作用结果，这与理论分析结果相符。求解域区域H云图的分布大体均匀，比较符合实际情况。电缆在水平和三角形敷设时，其感应电压的解析和仿真计算结果的对比值如表3所示。由表3可知，仿真结果与解析解的最大偏差约为8.5%，考虑到建模、剖分、软件本身的误差，2者基本相符，验证了仿真结果的正确性。此外，数值仿真结果给出了H云图分布，可更直观、精确地反映磁场分布的变化特点。3.2不同护套材料对感应电压的影响为了研究材料的相对磁导率和体电导率对护套感应电压的影响，本文以三角形敷设为例，分别赋予护套材料不同的体积电导率和相对磁导率，在其他仿真条件相同的情况下进行仿真求解。不同材料属性的仿真结果如表4、5所示，其中γv为护套体积电导率，S/m。表3解析法和有限元法求得的电缆金属护套感应电压电缆水平敷设时的感应电压/mV三角形敷设时的感应电压/mV解析法有限元法解析法有限元法A相(0°)54.93.53.3B相(120°)3.53.53.53.2C相(120°)54.83.53.4表4不同体积电导率下的电缆电缆金属护套感应-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港电动液压滚圆机滚弧机本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/