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动车组高压电缆

发布时间:2021-07-27 09:39人气:

动车组车顶高压电缆是其运行所需的特别重要的电力传输电缆,整个列车供电系统中连接各个高压电气设备是由动车组高压电缆总成来完成的。动车组在运行过程中,列车受电弓通过接触网将25kV的高压交流电能,流过高压电缆总成传送给牵引变压器,经变压器降压处理后再传送给牵引变流器。再通过一系列的变换处理,一方面该电能转变成电压与频率均可以控制的三相交流电,传输给牵引电机,将其转换成动车组动能来牵引整个列车的运行;另一方面转换为动车组上其它电气设备所需要的电源,提供其正常工作需要的电能。目前工厂正在制造或者在段运行的动车组上使用的25kV高压电缆总成,其结构形式为预制式终端结构,主要是由电缆、预制式终端、T型终端、铭牌和电缆线卡等组成。其中,预制式终端用来实现与动车组顶部的母线相连,而T形终端是用于和动车内的牵引变压器相连接。动车组高压电缆的结构组成如图所示。

高压电缆结构示意图
在通电状态下,高压电缆线外侧的铜屏蔽层与内侧的铜导体之间,通过主绝缘层会产生沿着电缆半径方向均匀分布的电场。内半导电层与外半导电层是由半导电材料制作而成,目的是用来在主绝缘层内、外接触面形成光滑平整的圆柱体面,消除铜屏蔽层与铜导体线束表面的不平整,以确保主绝缘层径向厚度与电场分布的均匀性。也就是说,一般电缆的电场只有从铜导体沿着铜屏蔽层的径向电场,没有沿着芯线的轴向电场,电场分布都是均匀的。

在切断电缆后,剥离掉屏蔽层,就会改变高压电缆原有的电场分布,将形成对绝缘层极为不利的切向电场,那么在电缆屏蔽层断口处就会产生电场强度应力的聚集部位,如图所示。该处正是电缆主绝缘在使用过程中非常容易被击穿的部位,所以在制作动车组高压电缆总成时,为了缓解和分散电力线应力集中的问题,需要使用特殊的方法对电缆两端进行处理。在电缆最容易被击穿的屏蔽层断口处,一般采用体积电阻率为108-1012Ωcm,介电常数为20-30的材料制作的电应力控制管或者应力锥安装在屏蔽层断口处,以分散电缆断口处的电场应力,如图所示。高压电缆终端的设计中极为重要的部分就是电应力控制,它是对电缆终端内部的电场强度和电场分布实行控制,也就是采取适当的措施,使得电场强度和电场分布处于最佳状态,从而确保电缆长时间稳定可靠的运行。动车组高压电缆的终端如此重要,下一篇将对其进行简单介绍。
电缆断口处电力线分布示意图
电缆断口处电力线分布示意图
安装应力管后电力线分布示意图
安装应力管后电力线分布示意图

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