高壓直流電纜附件內(nèi)缺陷對電場分布的影響研究.pdf

1、隨著柔性直流輸電技術(shù)和直流電纜制造技術(shù)的日漸成熟，交聯(lián)聚乙烯絕緣高壓直流電纜以其優(yōu)異的性能在跨越海峽輸電、穿越隧道送電和可再生能源發(fā)電等領(lǐng)域成為了直流塑料電纜的首選。在電纜線路中電纜附件扮演著銜接、過渡等重要角色，是電纜系統(tǒng)重要組成部分，同時也是輸電線路的薄弱環(huán)節(jié)，故障多發(fā)部位。合理選擇絕緣材料，全面研究電纜附件內(nèi)含有典型缺陷情況下的電場分布規(guī)律，有助于掌握電纜線路運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)和修復(fù)故障隱患，提高電纜系統(tǒng)的供電可靠性，對高壓直流電

2、纜系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行具有重要意義。
　　本文首先根據(jù)高壓直流電纜附件材料的基礎(chǔ)性能采用多物理場耦合仿真軟件(Comsol Multiphycics)構(gòu)建出高壓直流電纜附件仿真模型，根據(jù)電纜附件內(nèi)電場分布仿真結(jié)果選擇出一種電場分布特性優(yōu)良的增強絕緣與電纜本體絕緣組合方案。其次，基于建立的高壓直流電纜附件仿真模型，仿真研究不同電壓幅值、不同溫度梯度及過電壓條件下電纜附件內(nèi)含有典型缺陷時穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)電場分布規(guī)律。最后，探究缺陷位置與最大畸

3、變電場位置的對應(yīng)關(guān)系，并且評估各種缺陷對電纜附件的危害程度。仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn):在直流電壓作用下，非線性硅橡膠具有較強均化電場分布的能力，使無缺陷的直流電纜附件內(nèi)最大電場分布于電纜本體絕緣中，且外施電壓幅值越高均化電場分布的能力越強;應(yīng)力錐安裝錯位時，電場畸變程度隨電纜外屏蔽超出應(yīng)力錐根部距離增加而增大，超出距離過長會導(dǎo)致應(yīng)力控制體喪失均化電場分布的作用;增強絕緣內(nèi)有氣泡時，電場主要集中在氣泡附近，最大電場強度超過空氣的擊穿場強;應(yīng)力錐表面存