OPLC光单元温度应力特性及传输特性的研究

针对光纤复合低压电缆(OPLC)在正常状态和短路故障状态时的工作特性,应用COMSOL多物理场仿真软件建立温度、应力和波动光学的耦合模型,分析光纤在这两种工作状态下温度场对应力场的影响,光纤在热应力作用下的形变,光纤在热形变基础上的传输特性,并研究OPLC短路对光纤传输特性的影响。结果表明:OPLC温度升高会使光纤几何结构发生变化,正常工作时的温升引起光纤的热变形远大于短路瞬态温升引起的热变形;正常工作时光纤存在一定的传输损耗,短路故障不会造成光纤传输损耗进一步增大,光纤在两种工作状态下的传输特性基本一致。

高压电缆接头压接缺陷下复合材料界面温度和应力变化规律的有限元计算

目前针对高压电缆接头压接缺陷故障发展机制主要从接触电阻过大进而引起过热的角度展开,少有加入应力耦合。然而,高压电缆接头的故障发展涉及到电-热-应力场相互耦合的复杂过程。运用有限元软件建立了220 kV高压电缆接头压接缺陷下的电-热-应力耦合模型,基于该模型主要研究了电缆接头压接缺陷等工况下复合材料界面温度和应力特性的变化规律。研究表明,电缆接头的温度和应力都随接触系数的增加而增加。相较于正常运行时,复合材料界面上的温度和应力均发生了二次畸变,其中应力畸变最明显,复合界面上靠近压接管处的应力值增长了63倍。结合220 kV高压电缆接头故障实例统计,认为压接缺陷引发复合材料界面应力的二次畸变是造成接头故障的重要原因。通过仿真计算得到了接头复合材料界面温度和应力随负荷电流和接触系数变化的多元拟合函数,可为存在压接缺陷故障评估提供经验参考。该研究对指导电缆接头的施工工艺改良和工程实际应用具有重要的理论意义及实用价值。