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研究生: 蔡易錚
I-cheng Tsai
論文名稱: 電力電纜磁場熱效應分析
Magnetic Field and Thermal Effect Analysis for Power Cable
指導教授: 吳啟瑞
Chi-jui Wu
口試委員: 黃培華
Pei-hua Huang
楊金石
Chin-shih Yang
劉益華
I-hua Liu
楊成發
Chang-fa Yang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電機工程系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 123
中文關鍵詞: 電力電纜
外文關鍵詞: power cable
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  • 本論文探討三相電力電纜產生磁場特性與熱場效應及磁場屏蔽方法,先應用有限元素法套裝軟體建立電力電纜模擬架構,再分析鋁板與矽鋼片對於磁場與熱場之屏蔽效應,期望能夠降低磁場與熱場耦合干擾。並進一步探討鋁板、矽鋼片搭配使用,找出最佳的屏蔽組合方式。本論文希望能確實找出電力電纜磁場與熱場的分佈特性,及可行的改善與屏蔽方法,使得變電所涵道的磁場能儘量降低,並有效改善涵道內的溫度分佈。由研究結果顯示,電纜排列不管是一字型或品字型,其屏蔽方式皆以鋁板在上矽鋼片在下可得最佳效果。本論文並將此方法運用在一次配電變電所涵道分析,成果可作為未來改善涵道磁場與熱場分佈的依據。


    In this thesis, it is to study the magnetic-field and thermal-field effect caused by three-phase power cables and the suitable shielding methods. A finite element based simulation tool is used to establish the simulation models for power cables and to evaluate the effects of aluminium plates and silicon-steel plates on the magnetic field and thermal field. It is required to find the suitable combination method of aluminium plates and silicon-steel plates for better shielding purposes. This thesis hopes to find out the distribution characteristics of power cable magnetic field and thermal field. It is appreciated that the magnetic density inside a substation cable tunnel should be as low as possible to avoid any undesired problems and the temperature distribution could be lower. The simulation results show that either in the straight line or delta space arrangement of cables, the better stacking method of shielding materials is that aluminium plates should be placed above silicon-steel plates. The method in this thesis is applied to analyze the magnetic field distribution in a tunnel of a substation. The study results can be used to improve the distribution of magnetic field and thermal field.

    第一章 緒論 1.1 研究背景 1.2 研究目的 1.3 章節概述 第二章 電力頻率磁場與熱效應介紹 2.1 相關電磁理論 2.2 相關熱傳導理論 2.2.1 何謂熱傳遞 2.2.2 熱傳遞的基本型態 2.2.2.1 傳導 2.2.2.3 輻射 2.4 有限元素法 2.5 模擬程式介紹 第三章 電力頻率磁場與熱效應計算 3.1 前言 3.2 直導線電源 3.3方形迴路電源 3.4 三相三線式電源 3.5 平面壁之熱傳導 3.6 圓柱體之熱傳導 3.7 三相三線電力電纜之熱傳導 3.8 三相四線不平衡電流電力電纜之熱傳導 第四章 屏蔽材料的影響 4.1 簡介 4.2 屏蔽材料的介紹 4.2.1 鋁板 4.2.2 銅 4.2.3 鉛 4.2.4 矽鋼片 4.2.5 各種材料的比較 4.3 鋁板與矽鋼片的屏蔽模擬 4.3.1 鋁板屏蔽 4.3.2 矽鋼片屏蔽 4.4 鋁板與矽鋼片相互組合屏蔽模擬 第五章 屏蔽材料運用在一次配電變電所實例計算 5.1 前言 5.2 線西一次配電變電所涵道磁場與熱場屏蔽分析 5.3 線西一次配電變電所涵道屏蔽前後溫度分析 第六章 結論 6.1 總結 6.2 具體成果 6.3 未來研究方向 參考文獻 附錄

    [1] Schmill, J. V. ,“Variable Soil Thermal Resistivity-Steady State
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    [14] 吳啟岳,「金屬材料」,東大圖書有限公司,民國六十五年。
    [15] 吳裕慶,「金屬材料學」,大中國圖書公司,民國六十六年。
    [16] 吳啟岳,「板金材料」,東大圖書有限公司,民國六十五年。
    [17] 許宏孝,『應用有限元素法作高壓高頻變壓器之三維穩態熱傳分析』,逢甲大學碩士
    論文,民國九十三年。

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