基于有限元法的空氣隙雜質對電纜中間接頭的電場影響

崔宇霆，陳 東，劉浩春，李 景，李乾坤

（1.國網廣水市供電公司，湖北 廣水 432700；2.國網竹溪縣供電公司，湖北 竹溪 442300；3.三峽大學 電氣與新能源學院，湖北 宜昌 443000）

0 引 言

因為電力電纜的中間接頭是在電纜敷設施工現場制作完成的，所以它的施工質量直接影響電纜的使用壽命。相關供電部門統計數據表明，每年因中間接頭擊穿放電而導致的故障占全年總事故的72%以上[1]。

電纜的中間接頭包含多層固體復合絕緣層，而電應力集中現象會在電纜中間接頭銅屏蔽、半導體屏蔽、絕緣層和導電層的剝切處產生，且材料極易在剝切過程中被劃傷，而灰塵、導電微粒等雜質又極易在現場制作安裝過程中侵入，可能產生局部放電（PD），最終引發重大事故。因此，對電纜中間接頭缺陷進行風險評估具有重要的工程意義。

本文通過有限元分析軟件仿真計算了主絕緣劃傷時空氣隙中無雜質、空氣隙中混入雜質及空氣隙周圍存在雜質三種情況下電纜中間接頭的電場分布[2]。

1 中間接頭仿真模型參數

仿真模型中各部分結構參數如表1所示。

2 仿真結果分析

對比分析空氣隙無雜質、空氣隙中混入雜質及空氣隙周圍存在雜質三種情況下的電場分布，結果如圖1所示[3]。

表1 結構參數

3 結 論

綜上所述，主絕緣劃傷時空氣隙無雜質、空氣隙中混入雜質及空氣隙周圍存在雜質三種情況，均會造成電纜中間接頭的電場發生畸變。

圖1 電場分布