搜索基于ANSYS的通電電纜的電-熱場耦合分析【轉發】
2017-07-10 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
本文對電纜的電熱場進行分析,通過ANSYS APDL建模分析,采用單元直接耦合電熱場,準確模擬了電纜的電熱場分布,對工程實踐有指導意義。
1序言
110k V 及其以上電壓等級的電力電纜,作為電力系統中重要的輸電設備,其安全運行對電力系統非常重要。一旦電力電纜發生故障,不僅會產生巨大的經濟損失,同時還會產生大面積的停電,造成嚴重社會影響。由于運行中的線路過負荷導致電纜過熱受損,由于線路敷設環境造成電纜護層化學腐蝕和電解腐蝕,由于海纜鎧裝、護套材料造成的電磁場導致絕緣受損等。這些缺陷在電纜線路運行中逐漸發展,直接威脅電網供電的可靠性。如何提高海底電力電纜運行安全性,是保障電力系統可靠供電至關重要的一個環節。
2模型參數
為電纜的導體由多股導線絞合而成,所以導體表面不光滑會導致導體周圍電場分布不均勻,所以實際上電纜導體外會存在半導體屏蔽層,作用是均衡導體表面的電場。同理,電纜三相也是絞合的,為了均衡其表面電場,在主絕緣外也會存在一層半導體屏蔽層。在這里,我們把模型理想化,導體僅由一根粗導線組成,因此表面是光滑的,同時電纜三相在一段距離里,近似沒有換位,而是平行的。
材料:丁苯橡膠(絕緣) 聚丙烯 (填充) 銅芯(紫銅) 氯丁橡膠(護套) 電纜
邊界:通過電流90A 電纜長度 23mm 外部溫度7℃
圖 電纜模型和材料
圖 有限元模型
3結果分析
電纜在滿負荷正常運行時,電纜內部最高溫度為 79.9℃,最高電場強度為13.7MV/m。根據運行經驗,電纜正常運行時內部最高不會超過 90℃,電場強度不會超過 35MV/m,因此,此時電纜工作正常。
圖溫度場云圖
圖電場強度
圖電勢分布
轉自公眾號:技術鄰CAE學院
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