基于等效電容法的電纜附件電場-溫度場耦合分析研究.pdf

1、隨著電力電纜在電力系統(tǒng)中得到廣泛應用，其供電可靠性受到電力部門和電力用戶越來越高的關(guān)注。電纜附件作為實現(xiàn)電纜之間連接以及電纜與其他電氣設(shè)備連接的重要部件，其運行正常與否直接關(guān)系到電網(wǎng)安全，然而實際中電纜附件的故障率一直偏高。對電纜附件故障進行統(tǒng)計和分析后發(fā)現(xiàn)，由其絕緣老化引發(fā)的故障占到70％以上。電場和溫度場是影響絕緣材料性能和造成絕緣材料老化的重要因素，為改善電纜附件產(chǎn)品的絕緣設(shè)計和延長電纜附件使用壽命，研究電纜附件內(nèi)部電場和溫度場的

2、耦合特性以及這種耦合特性對電纜附件絕緣的影響具有十分重要的意義。
　　 本文在綜述了電力電纜及附件故障類型和故障原因的基礎(chǔ)上，詳細闡明了電場和溫度場影響交聯(lián)聚乙烯的絕緣性能的機理。根據(jù)現(xiàn)有的電纜附件電場和溫度場的有限元計算理論，以介質(zhì)損耗基本公式出發(fā)，建立基于等效電容法的電纜附件電場-溫度場耦合分析的數(shù)值計算公式，并得到了電纜附件內(nèi)熱源計算方法。
　　 在分析電纜附件內(nèi)部熱源的基礎(chǔ)上，采用有限元分析軟件ANSYS，建立了

3、高壓電纜附件電場-溫度場耦合分析模型。利用此模型對110kV電纜中間接頭和電纜終端進行電場-溫度場耦合特性仿真，得到110kV電纜中間接頭和電纜終端在各自不同情況下的溫度場-電場分布特性。另外，還研究了環(huán)境溫度對電纜中間接頭運行溫度的影響、電纜中間接頭和電纜終端中工作電流對各自溫度場的影響以及電纜終端絕緣材料的介質(zhì)損耗角正切值對其溫度場的影響，并利用建立的場域分析方法對110kV電纜終端局部異常發(fā)熱的故障實例進行仿真。結(jié)果表明，由于絕緣