[发明专利]一种基于光伏输电电缆电磁力分析

说明书

一种基于光伏输电电缆电磁力分析，它涉及一种光伏输电电缆技术领域。它包含如下步骤：通过Proe软件建立光伏农业大棚输电电缆的三维模型，并导入到Ansys软件中；建立合适大小的空气区域，包围输电电缆的分析区域；设置输电电缆的材料属性，非磁性材料的相对磁导率设置为1，磁性材料的磁导率根据B‑H曲线设定；对光伏输电电缆以及空气域进行划分网格，保证网格划分规整和细化；对光伏输电电缆施加电流密度，使电流密度施加的方向沿设计方向。采用上述技术方案后，本发明有益效果为：通过本发明将采用有限元的方法运用Ansys软件对光伏输电电缆的电磁力进行仿真计算，可快速准确的得出电磁力的大小磁场分布，可以为输电电缆的布置起指导意义。

技术领域

本发明涉及光伏输电电缆技术领域，具体涉及一种基于光伏输电电缆电磁力分析。

背景技术

在太阳能光伏发电系统中低压直流输送部分使用的电缆，因为使用环境和技术要求不同，对不同部件的连接有不同的要求，总体要考虑的因素有：电磁性能，电缆的绝缘性能、耐热阻燃性能、搞老化性能等。光伏电缆在安置和应用时电缆可在屋顶布局的锐边上布线同时电缆须经受压力、弯折、张力、交织拉伸载荷，如果用普通电缆，护套防紫外线性能差导致电缆外护老化，从而影响电缆的使用寿命可以导致电缆短路、火警和职员危险伤害等问题。在光伏输电电缆设计中电磁力性能是关键参数。

现阶段光伏输电电缆的电磁力设计分析中，一般通过理论编程进行分析计算，不易直观实现；而采用有限元的方法通过Ansys软件进行磁场仿真分析，能够快速直观准确的得出磁场分布，易于工程中设计操作。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种基于光伏输电电缆电磁力分析，容易直观实现，采用有限元的方法通过Ansys软件对光伏输电电缆电磁力进行磁场仿真分析，能够快速直观准确的得出磁场分布，易于工程中设计操作。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：它包含如下步骤：

1.通过Proe软件建立光伏农业大棚输电电缆的三维模型，并导入到Ansys软件中；

2.建立合适大小的空气区域，包围输电电缆的分析区域；

3.设置输电电缆的材料属性，非磁性材料的相对磁导率设置为1，磁性材料的磁导率根据B-H曲线设定；

4.对光伏输电电缆以及空气域进行划分网格，保证网格划分规整和细化；

5.对光伏输电电缆施加电流密度，使电流密度施加的方向沿设计方向；

6.定义分析所需的磁力线平行边界条件；

7.通过Ansys软件进行仿真分析，得出光伏输电电缆磁场分布；

8.进行磁场和结构的耦合计算；

9.添加弹性模量，泊松比参数并施加边界约束，使光伏输电电缆外边界位移为零；

10.添加磁场计算的数据；

11.计算输出光伏输电电缆电磁力的大小。

所述 Ansys软件采用的是虚功的原理来计算电磁力。

所述电磁力的计算可用下式来表示：

式中，W（s,i）是系统的磁场储能，i为建立磁场的电流，s为恒定值。