基于T-A方程的三相同轴超导电缆电磁损耗研究

交流损耗作为超导电缆本体的主要损耗,其数值大小将影响超导电缆性能及设计长度。使用传统H公式计算CORC电缆损耗时所需时间长、计算复杂。针对以上缺点,提出一种基于有限元仿真软件COMSOL Multiphysics下的T-A公式计算方法,通过对三相同轴超导电缆主要结构参数的设计,并建立稳态下超导电缆电磁场模型。此外,分析了导体层绕制角与电磁损耗之间的变化规律。结果表明,各相导体层绕制角均为20°情况下电缆本体总电磁损耗为0.203 W/m,满足设计要求。在此基础上,增加各相绕制角均可减少电缆电磁损耗,其中增加C相绕制角时损耗降低幅值最大。然而增加绕制角将增加电缆制造成本,综合考虑其对电缆制造成本与运维成本的影响,计算得到最佳绕制角为38°。