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基于有限元法的10 kV电缆中间接头典型施工缺陷电场研究

2021-01-02赵国伟胡昌龙

电工材料 2021年6期

赵国伟,赵 锐,王 磊,胡昌龙,张 翔

(国网山西省电力公司大同供电公司,山西大同 037000)

引言

国内外故障案例统计表明,引发电缆事故的主要原因是电缆或中间接头的绝缘劣化。而施工缺陷会使接头内存在杂质、气隙、毛刺、水分等,直接造成接头内绝缘介质不连续,局部场强集中,引发局部放电。在集中的高场强作用下气隙杂质或水处还会产生电树枝、水树枝,这些均不断加速了接头绝缘老化,最终导致绝缘击穿而引发故障。接头正常情况下各个电气参数均处于合理范围,因此将含缺陷时的接头电场分布与正常无缺陷时电场分布对比可以分析不同缺陷接头的整体绝缘状态[1-3]。因此,对电缆中间接头缺陷进行风险评估具有重要的工程意义[4-6]。本研究通过有限元分析软件仿真计算胶带漏用、误用及主绝缘杂质缺陷时电缆中间接头的电场分布情况。

1 电缆中间接头仿真模型

参考某电缆厂商所生产的10 kV单芯冷缩式中间接头实物,按1∶1尺寸建立了10 kV电缆三维仿真模型如图1(a)。为了能够反映实际电场情况,整个仿真模型结构未做简化处理,其中由于电缆外半导电层、硅脂、铜网厚度较薄,该部分具体结构如图1(b)。

图1 电缆中间接头三维模型

2 中间接头典型缺陷电场分析

2.1 胶带使用缺陷

2.1.1 漏用半导胶带与正常情况对比

制作电缆中间接头时,在连接管安装完毕时需在连接管上缠绕半导胶带,而实际在制作过程中由于施工人员疏忽会漏用半导胶带、或将半导胶带误用为绝缘胶带的情况。……

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