[發明專利]確定中低壓直流XLPE電纜用中間接頭最大場強的方法

有效

• 申請號: 202010216061.7
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111324975B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 劉英;趙明偉;陳嘉威;張博劍;張何燕;陳佳美
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/08;G06F113/16
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種確定中低壓直流XLPE電纜用中間接頭最大場強的方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：收集所需相關數據

1)確定接頭尺寸參數

在接頭內高壓屏蔽管和應力錐之間的中間位置對接頭做徑向剖面圖，確定導體半徑r₁、導體屏蔽半徑r₂、電纜主絕緣半徑r₃、接頭增強絕緣半徑r₄、外護套半徑r₅，單位均為mm；

2)根據測量得到的電纜主絕緣與接頭增強絕緣材料的電導率，通過對該電導率隨溫度及場強變化關系式(1)進行函數擬合，得到參數A、B；

式中，σ——電導率，單位為S/m；

A——材料特性參數，單位為V/(Ω·m²)；

——活化能，單位為eV；

k_b——玻爾茲曼常數，單位為1.38×10^-23J/K；

T——溫度，單位為K；

B——場強系數，單位為m/V；

E——場強，單位為V/m；

3)電纜線路穩定運行后，通過溫度傳感器測得接頭的線芯溫度T_r1與外表面溫度T_r5；

步驟2：確定電纜主絕緣溫度

1)確定電纜主絕緣內側及外側溫度

利用式(2)，計算電纜主絕緣內側溫度T_r2；利用式(3)，計算電纜主絕緣外側溫度T_r3；

式中，T_r1——接頭線芯溫度，單位為℃；

T_r5——接頭外表面溫度，單位為℃；

2)確定電纜主絕緣溫度

以T_r2和T_r3的平均值作為電纜主絕緣溫度T_dl，如式(4)所示，并以T_r3作為接頭增強絕緣溫度T_jt；

步驟3：確定電纜主絕緣場強

以電纜本體平均場強作為電纜主絕緣場強E_dl，如式(5)所示，并以E_dl作為接頭增強絕緣場強E_jt；

式中，U——電纜上所加直流電壓，kV；

步驟4：確定絕緣材料的電導率

將電纜主絕緣溫度T_dl和電纜主絕緣場強E_dl代入式(6)，計算電纜主絕緣電導率σ₁，如式(6)所示；將接頭增強絕緣溫度T_jt和接頭增強絕緣場強E_jt代入式(7)，確定接頭增強絕緣電導率σ₂，如式(7)所示；

式中，A——材料特性參數，單位為V/(Ω·m²)；

——活化能，單位為eV；

k_b——玻爾茲曼常數，單位為1.38×10^-23J/K；

T_dl——電纜主絕緣溫度，單位為℃；

T_jt——接頭增強絕緣溫度，單位為℃；

E_dl——電纜主絕緣場強，單位為kV/mm；

E_jt——接頭增強絕緣場強，單位為kV/mm；

B——場強系數，單位為m/V；

步驟5：計算接頭最大場強

以式(8)計算接頭最大場強E_max