基于有限元的高速鐵路饋線電纜護(hù)層感應(yīng)電壓及環(huán)流分析.pdf

1、隨著我國(guó)高速鐵路快速發(fā)展，我國(guó)高速鐵路運(yùn)營(yíng)里程穩(wěn)居世界高鐵里程榜首，安全問(wèn)題在實(shí)際運(yùn)行中尤為重要。目前，我國(guó)高速鐵路主要采用AT供電方式，饋線電纜是將電能從牽引變電所傳送至接觸網(wǎng)的重要電能傳輸通道，而采用交流27.5kV單芯交聯(lián)聚乙烯電纜可以滿足高速鐵路牽引力和載流量大的要求。當(dāng)交變的牽引電流通過(guò)饋線電纜時(shí)，饋線電纜的金屬護(hù)層上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，感應(yīng)電壓值過(guò)高就會(huì)對(duì)電纜的安全運(yùn)行造成危害，甚至?xí)?duì)檢修工作人員的人身安全造成威脅;同時(shí)在電纜

2、金屬護(hù)層與大地相連為回路時(shí)會(huì)因此產(chǎn)生環(huán)流，既造成能量損失，也會(huì)造成電纜溫度升高，損害電纜絕緣。因此，對(duì)饋線電纜金屬護(hù)層的感應(yīng)電壓和環(huán)流及其發(fā)熱進(jìn)行科學(xué)計(jì)算分析，對(duì)實(shí)際安全生產(chǎn)是有指導(dǎo)意義的。本論文采用有限元的方法進(jìn)行了高速鐵路27.5kV饋線電纜金屬護(hù)層電磁場(chǎng)和溫度場(chǎng)的研究。
　　首先，闡述了高速鐵路饋線電纜的結(jié)構(gòu)和基本參數(shù)以及牽引供電系統(tǒng)的供電方式，分析高速鐵路饋線電纜護(hù)層感應(yīng)電壓和環(huán)流產(chǎn)生的原因、危害及影響，針對(duì)高速鐵路饋線專

3、用27.5kV單芯交聯(lián)聚乙烯電纜結(jié)構(gòu)特性，根據(jù)電磁場(chǎng)知識(shí)及電路原理，解析計(jì)算高速鐵路饋線電纜的金屬護(hù)層感應(yīng)電壓以及環(huán)流。
　　其次，在有限元仿真軟件下對(duì)電纜溝敷設(shè)的饋線電纜進(jìn)行三維建模，建立高速鐵路饋線電纜三維仿真模型，仿真分析不同回路數(shù)量下電纜長(zhǎng)度、回路之間距離、導(dǎo)體電流、電纜排列方式、接地方式等對(duì)金屬護(hù)層感應(yīng)電壓的影響。
　　再次，為確定高速鐵路饋線電纜運(yùn)行中的環(huán)流，利用有限元法對(duì)電纜金屬屏蔽層渦流進(jìn)行了計(jì)算，分析在電纜