電纜傳輸線模型具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景,比如電磁暫態(tài)仿真、電纜局部放電診斷等。電纜的傳輸線參數(shù)受到電纜接地金屬屏蔽層結(jié)構(gòu)的影響。為了分析這種影響,研究了3種屏蔽結(jié)構(gòu):①整層接地銅屏蔽;②多股銅導(dǎo)線構(gòu)成的接地屏蔽;③多股銅導(dǎo)線和鉛層構(gòu)成的雙層接地屏蔽結(jié)構(gòu)。首先構(gòu)建了前兩種屏蔽結(jié)構(gòu)電纜的二維模型,有限元仿真獲得的傳輸線參數(shù)和實(shí)測(cè)結(jié)果的對(duì)比驗(yàn)證了仿真的正確性,在此基礎(chǔ)上對(duì)比分析了3種屏蔽結(jié)構(gòu)對(duì)傳輸線參數(shù)的影響。為了解決二維模型無(wú)法表征多股銅導(dǎo)線螺旋結(jié)構(gòu)的問(wèn)題,針對(duì)多股銅導(dǎo)線屏蔽電纜構(gòu)建了三維模型,進(jìn)一步利用有限元法分析了銅導(dǎo)線數(shù)量和螺旋角度對(duì)電纜傳輸線參數(shù)的影響。 

【文章來(lái)源】：高壓電器. 2020,56(11)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

整層屏蔽和多股銅導(dǎo)線屏蔽結(jié)構(gòu)下的電纜截面圖

如式(3)所示，分布電容C取決于電場(chǎng)強(qiáng)度E，電位移矢量D，以及線芯和金屬屏蔽之間的電壓U。分布電導(dǎo)G則取決于絕緣層介電常數(shù)，見(jiàn)式(4)，ε′和ε″為電纜絕緣介質(zhì)介電常數(shù)的實(shí)部和虛部。線芯上施加單位電壓后在1 MHz頻率下的電場(chǎng)強(qiáng)度見(jiàn)圖3，由圖3可知，采用螺旋屏蔽后的電場(chǎng)分布趨近于整層屏蔽結(jié)果，最大電場(chǎng)強(qiáng)度接近整層屏蔽結(jié)構(gòu)，說(shuō)明相對(duì)于整層屏蔽，螺旋線屏蔽對(duì)分布電容的影響很小。

線芯上施加單位電壓后在1 MHz頻率下的電場(chǎng)強(qiáng)度見(jiàn)圖3，由圖3可知，采用螺旋屏蔽后的電場(chǎng)分布趨近于整層屏蔽結(jié)果，最大電場(chǎng)強(qiáng)度接近整層屏蔽結(jié)構(gòu)，說(shuō)明相對(duì)于整層屏蔽，螺旋線屏蔽對(duì)分布電容的影響很小。為了定量分析兩種屏蔽結(jié)構(gòu)對(duì)電纜傳輸線分布參數(shù)的影響，將兩種結(jié)構(gòu)下的有限元仿真獲得的分布電感L，分布電阻R，分布電容C和分布電導(dǎo)G示于圖4中。

【參考文獻(xiàn)】：
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