配電網(wǎng)電纜接頭SiR-XLPE絕緣界面熱應(yīng)力與擊穿電壓關(guān)系的實(shí)驗與分析

郭耀棟，趙一楓，胡 冉，陸代強(qiáng)，劉 剛

（華南理工大學(xué)電力學(xué)院，廣州 510640）

0 引言

配電網(wǎng)電纜接頭是電纜線路的薄弱環(huán)節(jié)，對其故障進(jìn)行研究是保證線路安全運(yùn)行的關(guān)鍵。尤其是在重載線路中，電纜接頭更易發(fā)生過熱、放電擊穿現(xiàn)象，最終可能會引發(fā)火災(zāi)、爆炸等電力事故[1-4]。

配電網(wǎng)電纜接頭在安裝施工過程中易造成硅橡膠（SiR）-交聯(lián)聚乙烯（XLPE）交界面（以下簡稱絕緣界面）處形成缺陷（引入雜質(zhì)、受潮、氣隙和破損等），導(dǎo)致電場集中等問題[5-7]。據(jù)統(tǒng)計表明，電纜接頭故障約占線路總故障的70%，大部分的電纜接頭故障始于絕緣界面的樹枝放電[8]，而絕緣界面的應(yīng)力對絕緣材料的樹枝放電和擊穿電壓都有重要影響[9]。

絕緣界面的應(yīng)力由電應(yīng)力、熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力疊加而成。由于電纜接頭內(nèi)部應(yīng)力錐制作技術(shù)日益成熟，絕緣界面的電場得到極大改善，故可忽略電纜接頭運(yùn)行過程中產(chǎn)生的電應(yīng)力[10]。機(jī)械應(yīng)力是由接頭預(yù)制件初始設(shè)置的定伸強(qiáng)度和過盈率決定的[11-12]，故在接頭運(yùn)行過程中，絕緣界面的應(yīng)力變化主要由接頭溫度升高導(dǎo)致的熱應(yīng)力決定。關(guān)于絕緣界面溫度和熱應(yīng)力的研究，文獻(xiàn)[13-18]通過有限元仿真計算電磁-熱-應(yīng)力多場耦合下絕緣界面溫度場和熱應(yīng)力以及界面開裂規(guī)律。針對絕緣界面擊穿的研究，文獻(xiàn)[19]對不同老化程度的絕緣界面進(jìn)行擊穿實(shí)驗，探究老化后材料屬性變化對局部放電的影響情況；文獻(xiàn)[20]通過界面壓力可調(diào)的電痕破壞實(shí)驗，得到界面壓力越大、絕緣界面放電面積越小、界面碳化深度越大的結(jié)論。由此可見，已有大量學(xué)者單獨(dú)針對接頭內(nèi)溫度分布和絕緣界面擊穿進(jìn)行研究，但接頭故障往往是接頭熱效應(yīng)與絕緣界面擊穿共同作用導(dǎo)致的。配電網(wǎng)輸電線路負(fù)荷狀態(tài)不僅從熱效應(yīng)角度對電纜接頭故障造成影響，還通過熱應(yīng)力間接影響絕緣界面的擊穿，進(jìn)而對絕緣材料進(jìn)行短時間劣化，使絕緣失效造成故障。因此，需要開展電磁-熱-應(yīng)力的配電網(wǎng)電纜接頭SiR-XLPE絕緣界面擊穿研究。

針對實(shí)際接頭故障問題，本文確定的研究思路如下：通過構(gòu)建電磁-熱-應(yīng)力多場耦合的電纜接頭仿真模型，建立配電網(wǎng)電纜不同穩(wěn)態(tài)負(fù)荷狀態(tài)下絕緣界面溫度分布及其與絕緣界面壓力的聯(lián)系；開展電纜接頭絕緣界面電壓擊穿實(shí)驗，探究界面壓力對絕緣界面電壓擊穿特性的影響；結(jié)合仿真與實(shí)驗的結(jié)果，為實(shí)際線路運(yùn)維過程中降低電纜接頭故障提供不同的負(fù)荷調(diào)控策略。

1 接頭結(jié)構(gòu)與物理場控制方程

1.1 配電網(wǎng)電纜中間接頭結(jié)構(gòu)

配電網(wǎng)電纜中間接頭在線路中起到接續(xù)和交叉互聯(lián)接地的作用，是線路中的重要環(huán)節(jié)。電纜中間接頭結(jié)構(gòu)見圖1，組成部分主要包括應(yīng)力錐、高壓屏蔽管、硅橡膠和主絕緣。以某廠家生產(chǎn)的10 kV冷縮式電纜中間接頭為樣本，建立電纜中間接頭有限元仿真模型，其結(jié)構(gòu)參數(shù)如表1所示。

表1 10 kV冷縮式電纜中間接頭結(jié)構(gòu)參數(shù)Tab.1 Structural parameters of intermediate joints for 10 kV cold shrink cables

圖1 配電網(wǎng)電纜中間接頭軸向剖面圖Fig.1 Axial profile of cable intermediate joint in distribution network

1.2 各物理場的控制方程

本文采用電磁熱源，并設(shè)置導(dǎo)體電導(dǎo)率為溫度的函數(shù)，建立導(dǎo)體電導(dǎo)率的溫度依賴性。銅導(dǎo)體的電導(dǎo)率σ與導(dǎo)體工作溫度Te的函數(shù)為：

式中：Tref為導(dǎo)體初始參考溫度，K；ρref為導(dǎo)體在初始溫度下的參考電阻率，Ω·m；αCu為銅導(dǎo)體電阻率溫度系數(shù)。

電磁場控制方程為：

式中：?為算子；H為磁場強(qiáng)度；J為電流密度矢量；Je為外部電流注入密度矢量；B 為磁感應(yīng)強(qiáng)度；A 為矢量磁勢；E為電場強(qiáng)度矢量；v為電勢值；t為時間。

溫度場控制方程為：

式中：ρ為材料密度；Cp為常壓熱容；Tw為溫度場節(jié)點(diǎn)溫度；u為位移；k為導(dǎo)熱系數(shù)；Q為熱源。

應(yīng)力場控制方程為：

式中：s表示應(yīng)力張量的大?。籹o為應(yīng)力張量初始值；Fv為體積力；ε為應(yīng)變張量的大小；ε0為應(yīng)變張量初始值；εth為熱膨脹導(dǎo)致的應(yīng)變張量大??；Es為楊氏模量；vs為泊松比；αs為熱膨脹系數(shù)；Ts為應(yīng)變溫度。

2 接頭絕緣界面熱應(yīng)力的仿真計算

2.1 有限元仿真模型構(gòu)建

2.1.1 建模假設(shè)

電纜接頭的電-熱耦合作用直接影響電纜的產(chǎn)熱和散熱，進(jìn)而影響電纜絕緣界面熱應(yīng)力，因此構(gòu)建的模型中需要同時考慮電磁場、溫度場和應(yīng)力場。為了減少模型計算量，建模時進(jìn)行了簡化[10]：

（1）電纜本體和接頭主體主要組成部分為軸對稱結(jié)構(gòu)，且接頭接地柱等少量非對稱結(jié)構(gòu)對電纜導(dǎo)體溫度影響很小，模型簡化為二維軸對稱。

（2）相對于導(dǎo)體損耗，絕緣層的介質(zhì)損耗可忽略不計；實(shí)驗回路中鋁護(hù)套單端接地，忽略護(hù)套損耗。

（3）電纜的工頻電磁場按穩(wěn)態(tài)場處理，控制方程中不含時間項，忽略位移電流的影響，忽略鐵磁材料的磁滯效應(yīng)并設(shè)為各向同性的媒質(zhì)，導(dǎo)體的電導(dǎo)率σ是隨溫度變化的量。

2.1.2 參數(shù)設(shè)置與網(wǎng)格剖分

本文運(yùn)用COMSOL Multiphysics 有限元仿真軟件對配網(wǎng)中間接頭進(jìn)行了建模，其主要結(jié)構(gòu)的材料參數(shù)如表2所示。

表2 電纜接頭主要結(jié)構(gòu)材料參數(shù)Tab.2 Main structural material parameters of cable joints

以正三角形為參考基準(zhǔn)，使用COMSOL Multiphysics中的網(wǎng)格自動劃分功能，通過物理場控制網(wǎng)格，對電纜中間接頭模型進(jìn)行有限元網(wǎng)格剖分。以網(wǎng)格劃分中極細(xì)化劃分為標(biāo)準(zhǔn)，對比不同網(wǎng)格劃分下的仿真計算誤差。其中，超細(xì)化網(wǎng)格劃分計算誤差為0.22%，較細(xì)化網(wǎng)格劃分計算誤差為0.56%，細(xì)化網(wǎng)格劃分計算誤差為1.12%。為了提高計算精度與減少計算量，網(wǎng)格單元大小設(shè)置為較細(xì)化。電纜中間接頭有限元網(wǎng)格劃分三維示意圖如圖2所示。

圖2 網(wǎng)格剖分示意圖Fig.2 Schematic diagram of mesh refine

2.1.3 邊界條件

為提高電纜溫度場分布的計算效率，需要將電纜的開域場轉(zhuǎn)變?yōu)殚]域場，即設(shè)置邊界條件進(jìn)行約束。電纜傳熱問題的邊界條件可歸結(jié)為三類：第一類為已知邊界溫度；第二類為已知邊界法向熱流密度；第三類為對流邊界條件，即已知表面對流換熱系數(shù)和環(huán)境溫度。三類邊界條件的控制方程分別如式（12）—（14）：

式中：Γ1、Γ2、Γ3分別為三類邊界條件的積分邊界；λ為土壤的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·K)；q為熱流密度，W/m2；T為邊界溫度；x、y為二維模型中的x方向和y方向；n為邊界對應(yīng)的法向方向；Tf為第三類邊界對應(yīng)的流體溫度；αh為表層土壤與空氣的對流換熱系數(shù)。

本文研究的電纜接頭直接暴露在空氣中，屬于第三類邊界。電纜接頭多敷設(shè)于電纜溝或隧道內(nèi)，其周圍空氣流速小于0.15 m/s，屬于自然對流，其自然對流換熱系數(shù)為7.5 W/（m·K），環(huán)境溫度為20 ℃，接頭兩端設(shè)為絕熱與磁絕緣，電纜接頭絕緣界面的初始面壓為0.25 MPa[18]，接頭表面設(shè)置為自由，即沒有任何位移和外力。

2.2 電磁-熱-應(yīng)力耦合仿真實(shí)驗結(jié)果

根據(jù)上述建模與參數(shù)設(shè)置對電纜接頭進(jìn)行熱應(yīng)力仿真計算，當(dāng)電纜負(fù)荷為穩(wěn)態(tài)載流量時，即導(dǎo)體溫度達(dá)到90 ℃時，1/4 電纜接頭二維溫度場分布如圖3 所示，絕緣界面溫度畸變導(dǎo)致界面熱應(yīng)力變化，以仿真模型左邊應(yīng)力錐為零點(diǎn)，電纜接頭的高壓屏蔽管方向為x 軸的正半軸，繪制絕緣界面熱應(yīng)力變化分布（如圖4 所示），界面應(yīng)力分布呈“澡盆”形狀，根據(jù)實(shí)際接頭故障解剖分析可知，引發(fā)接頭絕緣界面擊穿故障多發(fā)生于應(yīng)力錐與高壓屏蔽管之間的絕緣界面段，即“澡盆”的底部[3-18]。故本文研究的界面熱應(yīng)力為圖3與圖4所示的界面擊穿頻發(fā)處熱應(yīng)力。分析圖4 可知，當(dāng)導(dǎo)體溫度為90 ℃時，絕緣界面應(yīng)力變化基本為0.30 MPa，即絕緣界面總應(yīng)力值為0.55 MPa。

圖3 中間接頭二維溫度場分布Fig.3 Temperature field distribution of intermediate joint

圖4 絕緣界面應(yīng)力變化分布Fig.4 Distribution of stress variation at insulated interface

通過改變仿真模型的導(dǎo)體負(fù)荷電流，使導(dǎo)體溫度從90 ℃遞降，分別記錄不同溫度場對應(yīng)的絕緣界面熱應(yīng)力變化值，各電纜導(dǎo)體穩(wěn)態(tài)溫度下對應(yīng)的絕緣界面總熱應(yīng)力值如表3所示。

表3 不同導(dǎo)體溫度下絕緣界面的熱應(yīng)力Tab.3 Thermal stress of insulated interface at different conductor temperatures

由仿真結(jié)果可知，當(dāng)電纜接頭達(dá)到某一穩(wěn)態(tài)負(fù)荷運(yùn)行時，由應(yīng)力錐至高壓屏蔽管之間的絕緣界面應(yīng)力分布呈“澡盆”曲線，靠近應(yīng)力錐與高壓屏蔽管附近的界面應(yīng)力較大，其余大部分部位應(yīng)力較小且基本一致，本文研究絕緣界面大部分部位的界面應(yīng)力對絕緣界面起始擊穿電壓的影響。根據(jù)表3 可知，絕緣界面應(yīng)力隨電纜導(dǎo)體負(fù)荷電流的增大而增大，當(dāng)電纜導(dǎo)體負(fù)荷電流為548 A，即電纜導(dǎo)體溫度維持額定穩(wěn)態(tài)工作溫度90 ℃時，絕緣界面最高熱應(yīng)力可達(dá)0.55 MPa，為初始面壓的2 倍以上。溫度和熱應(yīng)力將加速絕緣界面材料的熱老化與開裂，同時影響絕緣界面的電壓擊穿特性，造成絕緣材料電熱聯(lián)合老化[19]。

3 SiR-XLPE絕緣界面電壓擊穿實(shí)驗

3.1 絕緣界面電壓擊穿實(shí)驗

在上述絕緣界面熱應(yīng)力研究的基礎(chǔ)上，開展絕緣界面電壓擊穿實(shí)驗，探究絕緣界面處的應(yīng)力-電壓擊穿特性。以電纜內(nèi)部形態(tài)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，設(shè)計可改變界面壓強(qiáng)的絕緣界面電壓擊穿試樣，并搭建電壓擊穿實(shí)驗平臺。

3.1.1 試樣準(zhǔn)備

試樣模型如圖5 所示，模擬實(shí)際電纜接頭應(yīng)力錐與高壓屏蔽管間絕緣界面的結(jié)構(gòu)，既體現(xiàn)了多層復(fù)合介質(zhì)界面的結(jié)構(gòu)，又便于加壓實(shí)驗。模型中由上到下的結(jié)構(gòu)分別為：有機(jī)玻璃上蓋板、小塊有機(jī)玻璃壓板、硅橡膠切片、金屬電極、XLPE絕緣切片、有機(jī)玻璃下蓋板。為了模擬電纜接頭絕緣界面中缺陷處畸變的電場場強(qiáng)[10-19]，將兩個電極頭部設(shè)計為半圓形尖端，尖端間距2 cm，兩個電極夾在硅橡膠與XLPE絕緣切片之間，制成絕緣界面試樣，通過改變6個彈簧的形變量改變界面間壓力[20-23]。同時，本實(shí)驗為了使兩個電極間的絕緣界面所受壓力均勻，在兩電極之間對應(yīng)的硅橡膠上方增加小塊剛性有機(jī)玻璃壓板，且小塊剛性有機(jī)玻璃壓板處于整個試樣的幾何中心，使6 個彈簧對有機(jī)玻璃的壓力全部通過小塊有機(jī)玻璃壓板均勻施加至極間絕緣界面。有機(jī)玻璃下蓋板的面積為200 mm×120 mm，小塊有機(jī)玻璃蓋板的面積為48 mm×48 mm，硅橡膠與XLPE絕緣切片均為1 mm厚。

圖5 試樣模型圖Fig.5 Sample model diagram

為了研究絕緣界面在不同壓力下的電壓擊穿特性，本文借用鋼制彈簧的形變量和彈簧系數(shù)來表征絕緣界面處所受的壓力大小，彈簧系數(shù)可由式（15）計算，改變彈簧的形變量，運(yùn)用式（16）胡克定律即可計算不同彈簧形變量下的壓力大小，再通過測量試樣的受力面積，通過式（17）即可求得絕緣界面的界面壓強(qiáng)大小。

式中：K為彈簧系數(shù)；G為彈簧線材的彈性模量；d為彈簧線徑；D 為彈簧中徑；Nc為彈簧有效圈數(shù)；F 為彈簧彈力；X為彈簧形變量；S為作用面積；P為作用壓強(qiáng)。

本文所用的彈簧參數(shù)如表4所示。

表4 彈簧參數(shù)Tab.4 Spring parameters

結(jié)合不同線路負(fù)荷下的界面熱應(yīng)力仿真計算結(jié)果，根據(jù)式（15）—（17）可計算出不同負(fù)荷狀態(tài)下的試樣彈簧形變量，如表5所示，其中界面的初始壓力為0.25 MPa。

表5 不同界面壓力下的試樣彈簧形變量Tab.5 Spring deformation quantity of the sample under different interface pressure

3.1.2 實(shí)驗平臺搭建

根據(jù)上述理論分析與試樣的制備，搭建絕緣界面受壓下的電壓擊穿實(shí)驗平臺，對兩個電極施加電壓，記錄不同壓強(qiáng)下的絕緣界面起始擊穿電壓，研究絕緣界面電壓擊穿特性。實(shí)驗的主要設(shè)備包括高壓變壓器（HVT）、保護(hù)阻抗、電容器、采樣電阻和示波器等。實(shí)驗電路與搭建實(shí)驗平臺如圖6 所示。示波器采樣頻率設(shè)置為1 GS/s（采樣時間1ns）。

圖6 實(shí)驗電路及實(shí)驗平臺示意圖Fig.6 Schematic diagram of experimental circuit and experimental platform

搭建整個絕緣界面電壓擊穿電路，在接電之前檢查各處接地情況與線路連接情況后調(diào)壓器接電，調(diào)節(jié)操作盤勻速升壓，當(dāng)聽到試樣發(fā)出強(qiáng)烈的電暈聲時減緩升壓速度，此時試樣的絕緣界面產(chǎn)生間歇性擊穿，當(dāng)界面電極間出現(xiàn)持續(xù)明亮白光放電通道時，即發(fā)生絕緣界面擊穿。至絕緣界面擊穿后，迅速將操作盤回旋至零值并按下停止按鈕，對現(xiàn)場進(jìn)行放電操作，通過示波器記錄起始擊穿電壓。

3.2 絕緣界面電壓擊穿實(shí)驗結(jié)果

根據(jù)仿真中所得不同導(dǎo)體溫度對應(yīng)的熱應(yīng)力，計算不同熱應(yīng)力所需彈簧形變量，通過改變彈簧形變量即可設(shè)計不同界面壓強(qiáng)下的絕緣界面電壓擊穿實(shí)驗，不同負(fù)荷狀態(tài)下的每個彈簧形變量見表5。本文根據(jù)不同負(fù)荷狀態(tài)設(shè)計了8 個不同界面壓強(qiáng)下的絕緣界面電壓擊穿實(shí)驗，每個界面壓強(qiáng)進(jìn)行3組電壓擊穿實(shí)驗，并記錄絕緣界面起始擊穿電壓，根據(jù)3 組實(shí)驗的絕緣界面起始擊穿電壓平均值，確定該界面壓力下的絕緣界面起始擊穿電壓。

當(dāng)界面壓力為0.25 MPa 時，根據(jù)示波器觸發(fā)信號獲得3組絕緣界面起始擊穿電壓波形及其起始擊穿電壓值（如圖7所示）。本實(shí)驗選擇記錄起始擊穿電壓而非完全擊穿時電壓，可以有效避免擊穿過程中碳化界面絕緣材料的隨機(jī)性導(dǎo)致電場畸變的隨機(jī)性，影響整個絕緣完全擊穿的進(jìn)度，進(jìn)而影響絕緣完全擊穿時的極間電壓。

圖7 0.25 MPa界面壓力下起始擊穿電壓波形Fig.7 Initial breakdown voltage waveform at 0.25 MPa interface pressure

根據(jù)圖7 中3 組0.25 MPa 界面壓力的絕緣界面電壓擊穿實(shí)驗數(shù)據(jù)處理結(jié)果可知，當(dāng)界面壓力為0.25 MPa 時，絕緣界面起始擊穿電壓的平均值為20.20 kV。同理對表5 中其他界面壓力下的絕緣界面電壓擊穿實(shí)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到不同界面壓力下的絕緣界面起始擊穿電壓（如表6所示）。

表6 不同界面壓力下絕緣界面起始擊穿電壓Tab.6 Initial discharge breakdown voltage of insulation interface under different interface pressures

將不同界面壓力與起始擊穿電壓的關(guān)系進(jìn)行二次多項式擬合，得到如圖8所示的擬合曲線。

圖8 不同界面壓強(qiáng)下的起始擊穿電壓二次多項式擬合曲線Fig.8 Quadratic polynomial fitting curve of initial breakdown voltage at different interface pressures

根據(jù)圖8 中的擬合曲線可知，絕緣界面起始擊穿電壓隨著界面壓強(qiáng)的增大逐漸增大，且隨著界面壓強(qiáng)的增大，絕緣界面起始擊穿電壓的增長速率逐漸增大，起始擊穿電壓在低界面壓力下趨向平緩不變。在初始界面壓強(qiáng)0.25 MPa下，絕緣界面的起始擊穿電壓為20.20 kV，當(dāng)絕緣界面壓強(qiáng)為0.55 MPa時，絕緣界面的起始擊穿電壓為25.01 kV，相比于初始面壓下起始擊穿電壓增加了24.75%左右。

絕緣界面試樣在制備過程中，會因為人為因素導(dǎo)致界面不平整，當(dāng)界面壓強(qiáng)較低時，這種不平整性更加突出，在不平整處會存在一定的微小空腔，空腔中空氣的介電常數(shù)遠(yuǎn)低于絕緣界面的介電常數(shù)，當(dāng)兩端電極加以高壓時，會在空腔處產(chǎn)生電場畸變，并產(chǎn)生局部放電，加速絕緣擊穿。當(dāng)界面壓強(qiáng)較大時，絕緣界面相互擠壓使得微小空腔數(shù)量變少，界面相對較為平整，電場較為均勻，界面不易產(chǎn)生電壓擊穿，故起始擊穿電壓變高[22]。因此，運(yùn)行電纜導(dǎo)體穩(wěn)態(tài)溫度越高，導(dǎo)致電纜內(nèi)部界面壓強(qiáng)越大，缺陷處界面空腔縮小不易形成放電，界面起始擊穿電壓越高，絕緣性能越好。

3.3 結(jié)果分析

從上述分析可知，絕緣界面起始擊穿電壓隨著界面壓強(qiáng)的增大逐漸增大。然而，在界面壓強(qiáng)高于0.40 MPa 后，隨界面壓強(qiáng)的升高絕緣界面的起始擊穿電壓上升尤其明顯，界面壓強(qiáng)處于0.25～0.40 MPa時，絕緣界面起始擊穿電壓變化不明顯。結(jié)合該接頭穩(wěn)定負(fù)荷條件下仿真結(jié)果分析可發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電纜接頭線路負(fù)荷電流較低時，絕緣界面壓強(qiáng)也相對較低，故接頭內(nèi)部絕緣界面的起始擊穿電壓較低，絕緣界面擊穿較易發(fā)生。因此，配電網(wǎng)線路中負(fù)荷狀態(tài)不僅對電纜接頭絕緣的熱老化過程造成影響，而且對其絕緣界面擊穿的形成起到重要作用。

配電網(wǎng)電纜接頭在運(yùn)行過程中，電纜接頭的溫度會不斷對絕緣材料進(jìn)行熱老化，這個過程是緩慢且漫長的，溫度越高熱老化速度越快。從微觀角度來看，溫度升高加快了電子撞擊絕緣材料大分子鏈的速率，促使分子鏈斷裂，加快了熱氧反應(yīng)，使得絕緣材料加速劣化。另一方面，絕緣界面擊穿會在短時間內(nèi)釋放大量熱量和大量電子，這些帶有高能量的電子在高電場的加速下會迅速撞擊并破壞絕緣材料的分子鏈，使得絕緣材料在短時間內(nèi)劣化，且釋放的高熱量使絕緣有機(jī)大分子材料迅速氧化成炭黑。由于配電網(wǎng)繼電保護(hù)設(shè)置相對寬松，長時間的大電流整定使得絕緣界面反復(fù)發(fā)生界面擊穿，而絕緣界面完全擊穿前的界面擊穿對絕緣材料的劣化是迅速且嚴(yán)重的，故引發(fā)電纜接頭的重大事故。

在實(shí)際線路運(yùn)維過程中，對于不同電纜接頭狀態(tài)配網(wǎng)線路可針對性地采用不同的運(yùn)維策略。對于已知帶缺電纜接頭運(yùn)行的配網(wǎng)線路，可適當(dāng)提高電纜負(fù)荷，促使絕緣界面熱應(yīng)力增大，提高絕緣界面起始擊穿電壓，不僅達(dá)到增容作用，還可降低發(fā)生絕緣界面擊穿的概率，提高線路運(yùn)行的可靠性。

4 結(jié)束語

本文通過分析配電網(wǎng)電纜接頭在不同負(fù)荷狀態(tài)時內(nèi)部絕緣界面的電壓擊穿特性，建立了電纜接頭電磁-熱-應(yīng)力多場耦合的界面熱應(yīng)力的仿真計算模型，進(jìn)行了對應(yīng)的絕緣界面電壓擊穿實(shí)驗，主要得出以下結(jié)論：在實(shí)際線路運(yùn)維過程中，可以適當(dāng)提高電纜負(fù)荷，促使絕緣界面熱應(yīng)力增大，提高絕緣界面起始擊穿電壓。但提高負(fù)荷產(chǎn)生的熱效應(yīng)也會導(dǎo)致線路過熱引發(fā)事故，故實(shí)際線路負(fù)荷的調(diào)控要根據(jù)線路的運(yùn)行狀況而定，尋找降低電纜導(dǎo)體熱效應(yīng)與抑制絕緣界面擊穿的負(fù)荷狀態(tài)最佳點(diǎn)。