直流电缆作用下铁磁结构磁化特性研究及应用∗

禤予文 王 鲸

（中国人民解放军92601部队 湛江 524009）

1 引言

随着舰船全电力推进技术的发展，其电力系统采用几千伏直流电压的标准传输电能［1］，一旦发生短路现象，电流往往能达到几千甚至上万安培，舰载消磁线圈也会在舰艇局部具有非常高的安匝量。根据毕奥-沙伐尔定律，在电流一定情况下，磁源（电流）产生磁场和与磁源距离的平方成反比。当在舰船上敷设电缆，在其中通以强大的恒定电流时，如果电缆紧贴着钢材，舰船与磁源（电缆）距离趋向于0，舰船将得到很强的磁化。由于未加外磁场前铁磁物质中已发生自发磁化并形成许多磁畴，所以在加入外磁场后，实际是物质中的磁畴结构及分布状态发生了变化，从而在外磁场方向表现出一定的宏观特性。

当这种强大的电流消失后，根据铁磁物体的磁化曲线和磁滞回线，电流的磁化往往超过了铁磁物体磁化曲线线性区，形成不可逆的磁化作用，如果外磁场为零时，这时钢板内部的磁化强度M并不位零，而是保留有一定量级的剩余磁化强度，对外部形成一个剩磁场。这种剩磁场是构成舰船的固定磁性磁场的一部分，在舰船磁性防护中需加以防护或消除［2］。

2 直流电流磁化铁磁物体模型

2.1 直流电流磁化公式

设单根导线流过的电流密度J，因变量为磁矢位A，易推导出磁矢位满足以下泊松方程：

参考电缆在舰船上布置的方式，仅考虑铁磁物体纵向方向和垂向方向磁化，不妨设置电流与铁磁物体的正交。……