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動車組高壓電纜

發(fā)布時間：2021-07-27 01:39:12人氣：

動車組車頂高壓電纜是其運行所需的特別重要的電力傳輸電纜，整個列車供電系統(tǒng)中連接各個高壓電氣設(shè)備是由動車組高壓電纜總成來完成的。動車組在運行過程中，列車受電弓通過接觸網(wǎng)將25kV的高壓交流電能，流過高壓電纜總成傳送給牽引變壓器，經(jīng)變壓器降壓處理后再傳送給牽引變流器。再通過一系列的變換處理，一方面該電能轉(zhuǎn)變成電壓與頻率均可以控制的三相交流電，傳輸給牽引電機，將其轉(zhuǎn)換成動車組動能來牽引整個列車的運行；另一方面轉(zhuǎn)換為動車組上其它電氣設(shè)備所需要的電源，提供其正常工作需要的電能。目前工廠正在制造或者在段運行的動車組上使用的25kV高壓電纜總成，其結(jié)構(gòu)形式為預(yù)制式終端結(jié)構(gòu)，主要是由電纜、預(yù)制式終端、T型終端、銘牌和電纜線卡等組成。其中，預(yù)制式終端用來實現(xiàn)與動車組頂部的母線相連，而T形終端是用于和動車內(nèi)的牽引變壓器相連接。動車組高壓電纜的結(jié)構(gòu)組成如圖所示。

在通電狀態(tài)下，高壓電纜線外側(cè)的銅屏蔽層與內(nèi)側(cè)的銅導(dǎo)體之間，通過主絕緣層會產(chǎn)生沿著電纜半徑方向均勻分布的電場。內(nèi)半導(dǎo)電層與外半導(dǎo)電層是由半導(dǎo)電材料制作而成，目的是用來在主絕緣層內(nèi)、外接觸面形成光滑平整的圓柱體面，消除銅屏蔽層與銅導(dǎo)體線束表面的不平整，以確保主絕緣層徑向厚度與電場分布的均勻性。也就是說，一般電纜的電場只有從銅導(dǎo)體沿著銅屏蔽層的徑向電場，沒有沿著芯線的軸向電場，電場分布都是均勻的。

在切斷電纜后，剝離掉屏蔽層，就會改變高壓電纜原有的電場分布，將形成對絕緣層極為不利的切向電場，那么在電纜屏蔽層斷口處就會產(chǎn)生電場強度應(yīng)力的聚集部位，如圖所示。該處正是電纜主絕緣在使用過程中非常容易被擊穿的部位，所以在制作動車組高壓電纜總成時，為了緩解和分散電力線應(yīng)力集中的問題，需要使用特殊的方法對電纜兩端進行處理。在電纜最容易被擊穿的屏蔽層斷口處，一般采用體積電阻率為108-1012Ωcm，介電常數(shù)為20-30的材料制作的電應(yīng)力控制管或者應(yīng)力錐安裝在屏蔽層斷口處，以分散電纜斷口處的電場應(yīng)力，如圖所示。高壓電纜終端的設(shè)計中極為重要的部分就是電應(yīng)力控制，它是對電纜終端內(nèi)部的電場強度和電場分布實行控制，也就是采取適當?shù)拇胧?，使得電場強度和電場分布處于最佳狀態(tài)，從而確保電纜長時間穩(wěn)定可靠的運行。動車組高壓電纜的終端如此重要，下一篇將對其進行簡單介紹。