基于有限元法的空氣隙雜質(zhì)對(duì)電纜中間接頭的電場(chǎng)影響

崔宇霆，陳 東，劉浩春，李 景，李乾坤

（1.國(guó)網(wǎng)廣水市供電公司，湖北 廣水 432700；2.國(guó)網(wǎng)竹溪縣供電公司，湖北 竹溪 442300；3.三峽大學(xué) 電氣與新能源學(xué)院，湖北 宜昌 443000）

0 引 言

因?yàn)殡娏﹄娎|的中間接頭是在電纜敷設(shè)施工現(xiàn)場(chǎng)制作完成的，所以它的施工質(zhì)量直接影響電纜的使用壽命。相關(guān)供電部門(mén)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，每年因中間接頭擊穿放電而導(dǎo)致的故障占全年總事故的72%以上[1]。

電纜的中間接頭包含多層固體復(fù)合絕緣層，而電應(yīng)力集中現(xiàn)象會(huì)在電纜中間接頭銅屏蔽、半導(dǎo)體屏蔽、絕緣層和導(dǎo)電層的剝切處產(chǎn)生，且材料極易在剝切過(guò)程中被劃傷，而灰塵、導(dǎo)電微粒等雜質(zhì)又極易在現(xiàn)場(chǎng)制作安裝過(guò)程中侵入，可能產(chǎn)生局部放電（PD），最終引發(fā)重大事故。因此，對(duì)電纜中間接頭缺陷進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具有重要的工程意義。

本文通過(guò)有限元分析軟件仿真計(jì)算了主絕緣劃傷時(shí)空氣隙中無(wú)雜質(zhì)、空氣隙中混入雜質(zhì)及空氣隙周?chē)嬖陔s質(zhì)三種情況下電纜中間接頭的電場(chǎng)分布[2]。

1 中間接頭仿真模型參數(shù)

仿真模型中各部分結(jié)構(gòu)參數(shù)如表1所示。

2 仿真結(jié)果分析

對(duì)比分析空氣隙無(wú)雜質(zhì)、空氣隙中混入雜質(zhì)及空氣隙周?chē)嬖陔s質(zhì)三種情況下的電場(chǎng)分布，結(jié)果如圖1所示[3]。

表1 結(jié)構(gòu)參數(shù)

3 結(jié) 論

綜上所述，主絕緣劃傷時(shí)空氣隙無(wú)雜質(zhì)、空氣隙中混入雜質(zhì)及空氣隙周?chē)嬖陔s質(zhì)三種情況，均會(huì)造成電纜中間接頭的電場(chǎng)發(fā)生畸變。

圖1 電場(chǎng)分布