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

1、隨著我國高速鐵路快速發(fā)展，我國高速鐵路運營里程穩(wěn)居世界高鐵里程榜首，安全問題在實際運行中尤為重要。目前，我國高速鐵路主要采用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。當交變的牽引電流通過饋線電纜時，饋線電纜的金屬護層上會產(chǎn)生感應(yīng)電壓，感應(yīng)電壓值過高就會對電纜的安全運行造成危害，甚至會對檢修工作人員的人身安全造成威脅;同時在電纜

2、金屬護層與大地相連為回路時會因此產(chǎn)生環(huán)流，既造成能量損失，也會造成電纜溫度升高，損害電纜絕緣。因此，對饋線電纜金屬護層的感應(yīng)電壓和環(huán)流及其發(fā)熱進行科學計算分析，對實際安全生產(chǎn)是有指導意義的。本論文采用有限元的方法進行了高速鐵路27.5kV饋線電纜金屬護層電磁場和溫度場的研究。
　　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層感應(yīng)電壓和環(huán)流產(chǎn)生的原因、危害及影響，針對高速鐵路饋線專

3、用27.5kV單芯交聯(lián)聚乙烯電纜結(jié)構(gòu)特性，根據(jù)電磁場知識及電路原理，解析計算高速鐵路饋線電纜的金屬護層感應(yīng)電壓以及環(huán)流。
　　其次，在有限元仿真軟件下對電纜溝敷設(shè)的饋線電纜進行三維建模，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)量下電纜長度、回路之間距離、導體電流、電纜排列方式、接地方式等對金屬護層感應(yīng)電壓的影響。
　　再次，為確定高速鐵路饋線電纜運行中的環(huán)流，利用有限元法對電纜金屬屏蔽層渦流進行了計算，分析在電纜