交联聚乙烯绝缘高压直流电缆电场分布计算

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1、第18卷第5期电机与控制学报Vol.18No.52014年5月ElectricMachinesandControlMay2014交联聚乙烯绝缘高压直流电缆电场分布计算12322叶信红，韩宝忠，黄庆强，赵洪，杨佳明(1．宁波东方电缆股份有限公司，浙江宁波315800;2．哈尔滨理工大学电气与电子工程学院，工程电介质及其应用教育部重点实验室，黑龙江哈尔滨150080;3．山东电力集团公司日照供电公司，山东日照276800)摘要:为设计交联聚乙烯(XLPE)绝缘高压直流电缆的结构，在实验基础上总结出进口高压直流电缆XLPE绝缘材料的电导特性方程，利用C

2、OMSOLMultiphysics软件通过电场和热场耦合仿真计算了电缆在不同负荷下的电场分布。研究表明，在电场强度较低和较高时，进口高压直流电缆XLPE绝缘材料的电导率随温度变化明显，电场强度变化几乎不对其产生影响;在某一电场强度范围内，温度和电场强度的改变均会使XLPE的电导率发生明显变化，该场强范围随温度而变化;所设计高压直流电缆在两种敷设环境下100%负荷时电场分布均匀;在电缆传输电流较大时，电缆XLPE绝缘内的温度梯度增大，电缆绝缘外表面处电场强度最大。基于有限元法的多物理场耦合仿真计算是研究XLPE绝缘高压直流电缆电场分布的有效手段。关

3、键词:高压直流电缆;交联聚乙烯;有限元;模拟仿真;电场中图分类号:TM247文献标志码:A文章编号:1007－449X(2014)05－0019－05SimulationofelectricalfielddistributionofXLPEinsulatedHVDCcable12322YEXin-hong，HANBao-zhong，HUANGQing-qiang，ZHAOHong，YANGJia-ming(1．NingboDongfangCableLimitedbyShareLtd，Ningbo315800，China;2．KeyLaborato

4、ryofEngineeringDielectricandItsApplication，MinistryofEducation，SchoolofElectricalandElectronicEngineering，HarbinUniversityofScienceandTechnology，Harbin150040，China;3．ＲizhaoPowerSupplyCorporationofShandongElectricPowerCorporation，Ｒizhao276800，China)Abstract:Inordertodesignthes

5、tructureofcross-linkedpolyethylene(XLPE)insulatedhighvoltagedi-rectcurrent(HVDC)cable，theelectricallyconductivecharacteristicequationofimportedXLPEinsula-tionmaterialsforHVDCcableisderivedbasedonexperimentalresults，andtheelectricalfielddistribu-tionofcableunderdifferentloadsi

6、scalculatedthroughelectro-thermalfiledcouplingsimulationbyusingtheCOMSOLMultiphysicssoftware．TheresearchresultsshowthattheelectricalconductivityofimportedXLPEinsulationmaterialsforHVDCcableissensitivetotemperaturevariationandfreetochangeinelec-tricalfieldstrengthwhentheelectr

7、icalfieldstrengthislowerorhigher．Thechangeintemperatureande-lectricalfiledstrengthcanleadtoremarkablechangeofelectricalconductivityofXLPEinsomerangeofelectricalfieldstrengththatdependsontemperature．TheelectricalfielddistributioninsidethedesignedHVDCcableisuniformunder100%oflo

8、adattwolayingconditions．Astransportcurrentishigher，thetemperaturegra