冷絕緣高溫超導(dǎo)電纜終端應(yīng)力錐的設(shè)計與分析.pdf

1、高溫超導(dǎo)電纜以其通流容量大、體積小、重量輕等優(yōu)點，成為近年來研究和發(fā)展的熱點。高溫超導(dǎo)電纜需要放置在液氮中保持超導(dǎo)狀態(tài)，因此需要額外的超導(dǎo)冷卻循環(huán)裝置。因其制冷方面的局限性，目前在電力傳輸中無法做到大規(guī)模、長距離的應(yīng)用，需要與電網(wǎng)中的常規(guī)用電設(shè)備配合使用。在常規(guī)電網(wǎng)和高溫超導(dǎo)電纜的連接中，涉及到液氮溫區(qū)向常溫的溫度過渡和高溫超導(dǎo)電纜到常規(guī)電網(wǎng)的電氣連接，這兩個過程均需要高溫超導(dǎo)電纜終端來實現(xiàn)。應(yīng)力錐作為高溫超導(dǎo)電纜終端的重要部分，起到了

2、勻化終端處電場分布的作用，能夠有效預(yù)防終端電場集中造成絕緣擊穿等事故的發(fā)生。
　　本文首先就剝除屏蔽層的超導(dǎo)電纜終端的電場進(jìn)行分析，推導(dǎo)出高溫超導(dǎo)電纜終端電場分布的解析式，找到了影響高溫超導(dǎo)電纜終端電場分布的因素，總結(jié)了改善高溫超導(dǎo)電纜終端的各種控制方式，建立了高溫超導(dǎo)電纜終端應(yīng)力錐的電路模型，進(jìn)而推導(dǎo)出超導(dǎo)電纜終端應(yīng)力錐的設(shè)計公式，得出了應(yīng)力錐的理論計算結(jié)果。結(jié)合理論計算結(jié)果，利用ANSYS對其不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)——應(yīng)力錐長度、增繞

3、絕緣厚度、應(yīng)力錐端部半徑、反應(yīng)力錐長度進(jìn)行了仿真設(shè)計和對比分析，綜合分析后確定了超導(dǎo)電纜終端應(yīng)力錐的優(yōu)化結(jié)構(gòu)尺寸和結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　然后根據(jù)冷絕緣超導(dǎo)電纜終端用絕緣材料在液氮環(huán)境下仍能保持良好的絕緣性能、機械性能的要求，確定了環(huán)氧樹脂作為超導(dǎo)電纜終端的絕緣材料。配制了不同比例的環(huán)氧樹脂進(jìn)行擊穿試驗作對比，確定了高溫超導(dǎo)電纜終端用環(huán)氧樹脂的最佳配置比例。為了獲得該環(huán)氧樹脂在液氮下局部放電的發(fā)生發(fā)展過程，對其進(jìn)行了局部放電試驗，得到了局