冷缩式电缆中间接头附件参数的有限元法优化

发布时间：2021-07-01 07:58

　　为了研究冷缩式电缆中间接头的电场分布并对其结构参数进行优化,首先,建立电缆中间接头的有限元仿真模型;然后,利用该模型对中间接头的结构参数配合进行分析;最后,根据分析结果制作一个10 kV冷缩式电缆中间接头,并对该样本开展局部放电和耐压试验.仿真与试验结果表明:通过合理优化应力锥和屏蔽管的结构参数,当应力锥的轴向长度、端部曲率半径及厚度分别为65,25和2.5 mm,屏蔽管长度和端口形状的分别为170 mm和90°,应力锥与屏蔽管之间的距离为60 mm,中间接头本体长度为420 mm时,样品的最大场强和最大切向场强小于30 kV·cm^-1（空气击穿场强）且其交界面上的电场分布较为均匀;其可通过局放与耐压试验,满足设计要求,为10 kV冷缩中间接头的合理设计提供理论依据. 

【文章来源】：华侨大学学报(自然科学版). 2020,41(04)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

10 kV冷缩式电缆中间接头1/4结构模型

由图2可知:当屏蔽管长130和190 mm时,屏蔽管端口处场强相对较小,但此时屏蔽管端口处的切向场强相对较大.综合考虑,10 kV电缆冷缩电缆附件中屏蔽管选用端口为90°、长度为170 mm时更能优化场强,为最好的选择.2.3 应力锥结构参数配合对电场分布的影响

未加装应力锥时电场分布情况,如图4所示.从图4可知:未加装应力锥情况下,最大场强为5 kV·mm-1.对电缆中间接头的不同长度与不同端部曲率半径应力锥的相互配合进行仿真计算,结果如图5所示.图5中:l3为应力锥的长度.从图5可知:在加装应力锥情况后,应力锥使电缆绝缘表面的轴向应力控制在3 kV·mm-1.应力锥长度过小会导致最大处场强数值的增大,而应力锥长度过大会导致应力锥处切向场强增大.当曲率半径在25 mm时,最大场强值相对较小,而端部曲率半径为30 mm时,应力锥处切向场强较小,但是此时最大场强值却比曲率半径为25 mm时大.虽然增大锥面曲率半径有利于电场均匀分布,但过大的曲率半径会使端部离硅橡胶外绝缘的距离减小,导致附件本体的最大场强值也随之增大,对外绝缘的抗闪络性能产生不利影响.应力锥长度为60,65,70 mm时,各项性能指标相差不大,但随着应力锥长度增大,会使本体长度增大,增加制造和安装难度.

【参考文献】：
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本文编号：3258756