基于接触电阻模型的电缆接头复合材料界面温度及应力分布仿真研究

为研究接触电阻过大而导致的压接缺陷对电缆接头温度及应力分布的影响,文中基于等效电导率的接触电阻理论,采用有限元软件建立了220 kV高压电缆接头压接缺陷下的电磁-热-应力多物理场耦合仿真模型,研究了电缆接头压接缺陷工况下预制件内硅橡胶绝缘/高压半导电复合材料界面温度和热应力特性的变化规律,并对不同负荷电流I和接触系数k下的温度、应力数据进行多元函数拟合,得到相应的计算方法。结果表明:高压电缆接头存在压接缺陷(如接触系数k=6)工况下,其复合材料界面热应力畸变了4.32倍,热应力的二次畸变程度大于温度的二次畸变程度;复合材料界面热应力分布的二次畸变是导致高压半导电管端头部位发生绝缘击穿故障的重要起因;压接缺陷下接头复合材料界面温度及应力可由拟合函数或图解法进行联合求解。