非线性电导材料应力锥改善电缆终端电场强度分布

在电力系统中,预制橡胶应力锥是高压电缆终端的关键组成部分,它的特性决定了高压电缆运行的安全性。为此,通过建立预制橡胶应力锥的有限元数值仿真模型,分析了110 kV电缆终端的电场强度分布情况,提出采用非线性电导复合材料来替换固定电导材料,实现材料性能参数与空间电场强度大小的自适应匹配,起到智能改善空间电场强度分布的作用。结合理论分析,进一步确定了非线性电导材料参数。不同材料应力锥终端电场强度分布的对比结果表明:若非线性区域出现时所需电场强度过大,则会造成应力锥锥面处的电场强度过大;若非线性区域出现时所需电场强度过小,则会造成三相交界点处电场强度过大。选取合适的非线性电导材料对于应力锥锥面和交界点处的电场强度具有均匀作用,对发展更高电压等级电缆具有促进作用。

有限元法应用于电缆终端应力锥缺陷分析

为了研究电缆终端应力锥出现缺陷时,高压静电场的分布和数值大小,采用有限元法,计算了加载110kV恒定电压于电力电缆上时,其终端的静电场分布与数值。当电缆附件预制式应力锥内侧出现凹陷时,凹陷处电缆表面与应力锥内侧不能完全密合,将形成由电介质填充的腔体。针对该现象,按照凹陷可能出现的位置和形状建立多个模型,然后计算110kV恒定电压下该模型电场强度的数值大小和电场分布,着重分析了凹陷周围的电场畸变。最后比较不同模型仿真结果表明小尺寸较大尺寸凹陷的场强大,畸变更严重,凹内介质为硅脂较空气时场强小。预制式应力锥内侧缺陷的存在,可能对电力设备安全运行造成危害。

220kV电缆终端应力锥在力场中的数值模拟分析

电力电缆系统的故障主要发生在电缆附件部分。在220kV交联电缆附件开发过程中,橡胶应力锥的压力分布状态是要解决的关键问题。应用220 kV电缆终端的结构型式和工作原理,建立了该种电缆终端结构的数值仿真模型;结合橡胶材料的Rivlin应变能函数模型,采用增量分析方法,建立了非线性有限元方程组;应用Newton-Raphson迭代得到应力锥的位移,并计算了应力分布;根据应力锥内外侧的应力分布曲线,综合分析了应力锥轴向和径向应力状态。结果表明:橡胶材料及其结构形式对220 kV电缆终端应力锥应力分布的影响十分明显,实际工程设计中应选择适当的橡胶材料及相应的结构形式。

电力电缆终端结构中的应力锥电场数值分析和模拟实验研究

用有限元法对电力电缆终端结构的应力锥附近的电场强度进行了数值分析，并进行了模拟实验验证，为终端结构的优化设计提供了可靠依据。

结构形式及材料性能对220kV电缆终端应力锥的影响

通过对220kV电缆终端应力锥在力场中进行的分析,说明结构形式及橡胶材料的性能对应力锥应力分布的影响十分明显。根据工程实际情况,由不同结构形式和橡胶材料组成了18种工况条件,并应用非线性有限元方法分别计算了各种工况下应力锥的应力分布。对环氧预制件结构的不同形式、应力锥锥角不同的大小以及采用不同性能的绝缘橡胶材料的应力锥应力分布曲线进行了分类比较,分析了结构形式和橡胶材料对220kV交联电缆终端应力锥应力分布的影响规律性。提出了结构形式和橡胶材料的选用建议,为实际设计提供参考。

高压电缆终端多界面应力锥的优化设计

针对传统方法设计的应力锥无法达到标准要求的特点,提出一种基于有限元计的方法,并通过具体实例建立单、多界面的应力锥模型展开电场强度的计算,从仿真模拟计算和试验数据进行详细比较和分析。结果表明,多界面应力锥的设计方案更符合标准要求,有效地提高了应力锥的技术指标,证明有限元方法在电缆终端应力锥的设计和计算中是切实可行的。

基于ABAQUS软件的海底电缆反应力锥切削仿真及切削参数优化

为了改善和提高海底电缆反应力锥的切削质量和切削效率,通过分析反应力锥的形状及绝缘材料的切削性能,选取圆柱形铣刀作为切削刀具;利用ABAQUS软件,通过有限元方法对绝缘切削过程进行模拟,对切削过程中所需要的扭矩进行仿真;采用Design-expert软件建立切削扭矩响应曲面模型,分析切削参数对切削扭矩的影响。结果表明,当铣刀转速为520 r/min,每齿进给量为0.28 mm,侧吃刀量为2.25 mm时,能够有效地进行反应力锥的切削,并且所需要的切削扭矩较小。

220 kV户外电缆终端爆炸事故分析

针对吉林电网某220 kV电缆终端爆炸事故,对电缆终端、应力锥本体进行X光拍照及解体检查,参考检测结果进行故障原因排查。结合现场检查结果,利用有限元仿真分析验证放电发展路径,并对放电发展路径进行理论分析,结果表明:主要原因是由施工过程中的工艺不良造成,并对该线路提出整改建议。