基于高溫超導(dǎo)電纜終端的應(yīng)力錐研究.pdf

1、高溫超導(dǎo)電纜終端，是高溫超導(dǎo)電纜系統(tǒng)的重要組成部分，用于連接超導(dǎo)電纜本體和常規(guī)電纜附件。高溫超導(dǎo)電纜終端應(yīng)力錐，位于超導(dǎo)電纜終端內(nèi)部，主要作用是改善電纜終端內(nèi)部的電場(chǎng)分布，提高超導(dǎo)電纜終端的電氣絕緣強(qiáng)度，同時(shí)應(yīng)力錐采用絕緣材料需要耐受高溫超導(dǎo)電纜終端的溫度環(huán)境，溫度場(chǎng)自低溫向上呈階梯分布，終端處的電磁場(chǎng)分布不均勻。本課題圍繞高溫超導(dǎo)電纜終端應(yīng)力錐展開研究，建立了高溫超導(dǎo)電纜終端應(yīng)力錐的數(shù)學(xué)模型，對(duì)應(yīng)力錐的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)不同結(jié)

2、構(gòu)應(yīng)力錐進(jìn)行了電場(chǎng)分析及比較，最后完成了應(yīng)力錐的樣機(jī)并進(jìn)行測(cè)試。
　　首先，建立了應(yīng)力錐的數(shù)學(xué)模型。提出基于應(yīng)力錐材料介電常數(shù)，極板長(zhǎng)度，電氣性能等參數(shù)的數(shù)學(xué)模型，建立了應(yīng)力錐的電容與結(jié)構(gòu)參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，應(yīng)力錐層間電壓與結(jié)構(gòu)參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，分析了應(yīng)力錐的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)電磁參數(shù)的影響，并得出分布曲線。
　　其次，對(duì)應(yīng)力錐的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化及電場(chǎng)磁場(chǎng)分析，并且進(jìn)行了交流損耗的分析。基于粒子群優(yōu)化算法和等電壓等電容的應(yīng)力錐設(shè)計(jì)原理，建立了

3、優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)和約束條件，得出了一組適合的應(yīng)力錐結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過電場(chǎng)磁場(chǎng)分析對(duì)該組優(yōu)化參數(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證，通過對(duì)應(yīng)力錐內(nèi)部電場(chǎng)分布的模擬驗(yàn)證了該組優(yōu)化參數(shù)及優(yōu)化算法的可行性。
　　最后，對(duì)應(yīng)力錐進(jìn)行了樣機(jī)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)測(cè)試。在選擇合適的低溫絕緣材料及繞制加工設(shè)備基礎(chǔ)上，采用繞包式的加工工藝，設(shè)計(jì)加工了多根35kV電壓等級(jí)的應(yīng)力錐樣機(jī)；并對(duì)應(yīng)力錐樣機(jī)進(jìn)行了電氣絕緣測(cè)試，驗(yàn)證了應(yīng)力錐的結(jié)構(gòu)性能及絕緣性能。
　　通過對(duì)35kV電壓等級(jí)電容式