基于comsol的海底電纜磁場分布分析

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基于comsol的鋰電池疊片電化學耦合熱分析的圖1

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    海底電纜(submarine cable)是用絕緣材料包裹的導線,敷設在海底及河流水下,用于電信傳輸。現代的海底電纜都是使用光纖作為材料,傳輸電話和互聯網信號。全世界第一條海底電纜是1850年在英國和法國之間鋪設的。中國的第一條海底電纜是在1888年完成,共有兩條,一是福州川石島與臺灣滬尾(淡水)之間,長177海里 另一條由臺南安平通往澎湖,長53海里。海纜分海底通信電纜和海底電力電纜。海底通信電纜主要用于通訊業務,費用昂貴,但保密程度高。海底電力電纜主要用于水下傳輸大功率電能,與地下電力電纜的作用等同,只不過應用的場合和敷設的方式不同。由于海底電纜工程被世界各國公認為復雜困難的大型工程,從環境探測、海洋物理調查,以及電纜的設計、制造和安裝,都應用復雜技術,因而海底電纜的制造廠家在世界上為數不多,主要有挪威、丹麥、日本、加拿大、美、英、法、意等國,這些國家除制造外還提供敷設技術。

   

   海底電纜在實際生產中,通常會進行扭轉鎧裝,芯線和鎧裝保護層以一定的旋轉角度扭轉不斷纏繞組成高強度電纜,提高海底電纜的使用壽命。

   在實際仿真分析中,我們通過簡化為分析海底電纜的一個截面,但對于扭轉鎧裝的影響不容易評估。因此我們直接采用三維建模,將完整的電纜扭轉全部計入計算,分析磁場分布和感應電流分布,為后續的腐蝕提供基礎數據。

   本次分析了三相 載流14.5A,50Hz的工況下,海底電纜的磁場分布,如上圖所示。

   電纜外部鎧裝層的感應電流分布如下:

基于comsol的海底電纜磁場分布分析的圖3

     基于comsol的海底電纜磁場分布分析的圖4

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