基于有限元仿真对高压直流XLPE电缆中间接头的研究

摘要

目前国内高压直流XLPE电缆中间接头类型有两种:组合预制式、整体预制式.本文利用comsol仿真软件计算了两种接头的电场分布,温度场分布、以及空间电荷分布,并分析了不同类型接头的各自特点,提出了选型建议;针对两种类型中间接头,研究了材料参数、结构尺寸等因素对接头性能的影响.结果表明:相较于整体预制式、组合预制式拥有更好的应用前景.通过对材料参数及尺寸研究发现,当使用硅橡胶作为电缆附件主要绝缘材料且硅橡胶电导率与电缆本体绝缘电导率比值(γSIR/γXLPE)在10左右时,绝缘界面上电场、温度场和空间电荷的分布最优;优化应力锥曲线曲率半径、压接管的厚度、内屏蔽层厚度等尺寸均能改善电场分布,但尺寸变化所达到的优化效果并不如材料改性显著,因此高压直流电缆中间接头的设计应以材料研制为主,尺寸修正为辅.