高壓電纜終端橡膠應(yīng)力錐的力學(xué)測試和分析.pdf

1、電能對人類生活至關(guān)重要，將電能從發(fā)電廠輸送到各用電單位，離不開電線電纜。電纜終端是電力輸配電系統(tǒng)中的重要組成部分。由于電纜終端本身結(jié)構(gòu)、制作和連接及運(yùn)行條件的復(fù)雜性，終端故障總是不能避免，在電力輸配電系統(tǒng)中電纜終端是比較薄弱的環(huán)節(jié)。對于橡膠預(yù)制應(yīng)力錐式高壓電纜終端而言，橡膠預(yù)制應(yīng)力錐是電纜終端的關(guān)鍵部件。橡膠預(yù)制應(yīng)力錐的應(yīng)力分布狀態(tài)對電纜終端的穩(wěn)定性和可靠性是十分重要的。本文的主要研究工作如下： 針對橡膠預(yù)制應(yīng)力錐式高壓電纜終端

2、結(jié)構(gòu)的技術(shù)特點(diǎn)，提出了橡膠應(yīng)力錐軸向力現(xiàn)場電測實(shí)驗(yàn)方案。分別對高壓電纜終端的初始安裝工況、110kV和220kV運(yùn)行工況進(jìn)行了現(xiàn)場測試，處理分析了采集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。初始安裝工況現(xiàn)場測試結(jié)果表明，現(xiàn)場電測方案是可行的，數(shù)據(jù)采集是可靠的。運(yùn)行工況現(xiàn)場測試結(jié)果表明，應(yīng)力錐軸向力隨著加載時(shí)間的增大而變大，加載時(shí)間達(dá)3小時(shí)左右后，應(yīng)力錐軸向力達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，穩(wěn)定后的應(yīng)力錐軸向力比初始工況的大。通過比較110kV和220kV運(yùn)行工況測試結(jié)果表明，2

3、20kV工況穩(wěn)定后的應(yīng)力錐軸向力比110kV工況的大。 推導(dǎo)了線彈性、超彈性、溫度場的三維有限元求解方程，建立了高壓電纜終端熱力耦合三維有限元分析模型。對高壓電纜終端的初始安裝工況，110kV和220kV運(yùn)行工況進(jìn)行了熱力耦合有限元模擬分析。結(jié)果表明，應(yīng)力錐外側(cè)應(yīng)力比內(nèi)側(cè)應(yīng)力變化劇烈。在應(yīng)力錐和銅托接觸面的邊緣位置應(yīng)力錐變形最大。界面應(yīng)力變化劇烈的地方處于接觸界面邊緣。比較了110kV和220kV運(yùn)行工況的熱力耦合三維有限元數(shù)值