基于非线性电导绝缘的随桥敷设高压直流电缆接头电-热场分布及优化设计

针对随桥敷设高压直流电缆接头绝缘电-热场分布问题,开展基于非线性电导增强绝缘的高压直流电缆接头电场优化设计方法研究,探究电-热-机械应力多物理场作用下聚合物绝缘材料的非线性电导率特性对直流电缆接头绝缘电场分布的影响规律,分析高压直流电缆接头增强绝缘优化设计方法。结果表明,碳化硅(Silicon carbide,SiC)掺杂大幅增强了硅橡胶绝缘的非线性电导率,提高了硅橡胶绝缘的非线性系数参数,降低了非线性电导率的阈值电场强度。当桥梁梁箱温度达到40℃时,直流电缆满载运行条件下电缆接头最大场强位于应力锥根部,达到40 kV/mm;非线性电导复合绝缘可显著降低中间接头应力锥三结合点处电场强度,抑制附件增强绝缘的电场畸变。采用非线性电导硅橡胶绝缘作为高压直流电缆接头增强绝缘材料,可弥补电缆接头应力锥无法有效抑制接头绝缘直流电场畸变的不足。研究结果可为随桥敷设高压直流电缆接头绝缘电场调控与设计提供理论与试验基础。