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高温超导电缆终端预制式应力锥的设计与分析引言申政,黄晓华藕杲,杨艳芳钏,李云贤,方进鹈,李伟接詈,张文新坪酌超导技术随着我国经济的发展,不同地域之间电能的传输越来越迫切,而电能在传输过程中的损耗也越来越受到关注。在电能传输中,高温超导电缆与常规电缆相比具有很多优势,如能量损耗小、传输容量大、抗干扰能力强等,尤其是在不同地域之间电能传输和城市电缆扩容方面具有明显的技术优势旧8呶鲁嫉缋轮斩耸歉呶鲁嫉缋孪统的关键性组件,据研究,电缆系统%的故障是由电缆终端引起的,因此对超导电缆终端进行研究具有重要意义旧’连接的终端处,由于超导电缆的屏蔽层中断,将会导致出现电场集中分布,进而导致滑闪甚至击穿现摘要:高温超导电缆终端是高温超导电缆系统的重要组成部分。借鉴常规电缆终端预制式应力锥的设计理论,结合高温超导带材的特殊工作特性,选用耐低温的绝缘材料,对高温超导电缆终端预制式应力锥进行设计。运用有限元分析软件陨杓频母呶鲁嫉缋轮斩嗽ぶ剖接αψ督薪:头抡婕扑悖玫街斩舜Φ牡绯『T诔嫉缋潞偷缌饕基金项目:国家电网公司“渚党嫉缋鹿丶际跹芯号薄ⅰ,北京铒;泄缌蒲а芯吭海本本┦,北京;本┦械缌镜缋鹿荆本电位分布,并将仿真结果和理论计算结果进行对比分析,验证设计的可行性,为进一步的研究奠定了基础。关键词:高温超导电缆终端;预制式应力锥;低温绝缘材料;有限元分析;电场分布,.珺,珺瓸珺,.琍收稿日期:——技术研究”和“超导电缆系统设计构造与试验技术研究”项目资助。作者简介:申政,男,硕士研究生,研究方向为超导电力技术。,,琀..&.”,,,琇”,琙,瓹:—甊琧瑃甌:,現,—.
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旦:志⋯呶鲁嫉缋轮斩嗽ぶ剖接αψ的设计象的发生,破坏超导电缆终端处的绝缘,因此,需要采取措施改善终端处的电场分布,加强终端处的电绝缘⋯。本文参考常规电缆终端预制式应力锥的设计方法,同时考虑高温超导电缆的特殊性和绝缘材料的低温性能,对高温超导电缆终端预制式应力锥进行设计,运用有限元分析软件运计的应力锥进行仿真计算,得到超导电缆终端处的电场分布和电位分布,将仿真结果和计算结果进行对比分析,验证设计的可行性。在电缆终端处,当电缆与其他电气设备连接时,必须将电缆终端处的屏蔽层剥去,否则会引起线芯和屏蔽层之间的短路。即使通过这样的方式延长了电缆的放电距离,但沿电缆长度方向的电场分布仍是不均匀的,此时电缆终端处的电场分缆屏蔽层。左半部分为只剥去屏蔽层的电场分布,右半部分为将绝缘层和屏蔽层一并剥去的电场分布。从图中可以看到,电场分布在线芯和屏蔽层处比较集中,而且靠近屏蔽层边缘处电场强度最大。沿绝缘表面有电场的法向分量和径向分量的作用,达到一定数值后会引起滑闪放电⋯,从而导致电缆终端故障的发生,破坏整个电缆系鉴于电缆终端处电场分布的不均匀性和事措施来改善电场的分布,以避免终端故障的发生,确保电缆系统正常运行。对于电缆终端的绝缘结构设计问题,国内外进行了很多研究工作,从电场应力分布的控制方式来分类,电缆终端结构可以分为以下几种结构形式旧。:鋈凭凳终端。这类终端主要通过在电缆终端增绕绝缘材料,相当于增大了终端绝缘的等效半径,从而使终端处电场均匀分布,位于屏蔽层边缘处的最大场强减小。缛菘刂剖街斩恕5缛菘刂剖街斩又