基于等效電容法的電纜附件電場(chǎng)-溫度場(chǎng)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(yīng)用，其供電可靠性受到電力部門和電力用戶越來(lái)越高的關(guān)注。電纜附件作為實(shí)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(yùn)行正常與否直接關(guān)系到電網(wǎng)安全，然而實(shí)際中電纜附件的故障率一直偏高。對(duì)電纜附件故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(chǎng)和溫度場(chǎng)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(jì)和延長(zhǎng)電纜附件使用壽命，研究電纜附件內(nèi)部電場(chǎng)和溫度場(chǎng)的

2、耦合特性以及這種耦合特性對(duì)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(xì)闡明了電場(chǎng)和溫度場(chǎng)影響交聯(lián)聚乙烯的絕緣性能的機(jī)理。根據(jù)現(xiàn)有的電纜附件電場(chǎng)和溫度場(chǎng)的有限元計(jì)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(chǎng)-溫度場(chǎng)耦合分析的數(shù)值計(jì)算公式，并得到了電纜附件內(nèi)熱源計(jì)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(chǎng)-溫度場(chǎng)耦合分析模型。利用此模型對(duì)110kV電纜中間接頭和電纜終端進(jìn)行電場(chǎng)-溫度場(chǎng)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(chǎng)-電場(chǎng)分布特性。另外，還研究了環(huán)境溫度對(duì)電纜中間接頭運(yùn)行溫度的影響、電纜中間接頭和電纜終端中工作電流對(duì)各自溫度場(chǎng)的影響以及電纜終端絕緣材料的介質(zhì)損耗角正切值對(duì)其溫度場(chǎng)的影響，并利用建立的場(chǎng)域分析方法對(duì)110kV電纜終端局部異常發(fā)熱的故障實(shí)例進(jìn)行仿真。結(jié)果表明，由于絕緣