电缆价格:XLPE 220kV电缆附件GIS终端的有限元优化

　　电缆终端不等分配电缆成为系统中最薄弱环节，绝缘电缆的电场分布终端结构，从而优化电缆终端结构对安全运行具有现实意义和稳定的电缆系统。先，根据现场的强度，参考模型的电缆终端和电缆终端的设计，并通过ANSYS有限元软件反复进行优化计算。磁场，通过改变绝缘体厚度曲面的曲率半径，绝缘体的长度和锥体的锥角等应力因素最终得到一个端子设计结构合理的电缆。
　　键词：电缆附件; GIS终端;有限元，场分析，约束锥设计SIG电气性能要求设计的高压端电缆长度主要是针对锥应力和金属电极表面和绝缘的界面，绝缘材料设计厚度等参数。

　　过应力锥和加强绝缘的结构配合实现均匀化电场和降低每个部件的电场强度的目的。设计过程中，重要的是要考虑轴向场强和几个关键界面的组合强度不应超过材料可承受的最大场强，并考虑到对安全的某种渴望。文件涉及国内外高压电缆接线片设计相关文献对各主绝缘元件最大磁场强度的要求，作为电气设计的参考。缆终端。常，电缆终端的设计主要考虑图1中所示的五个关键元件的组合场强.E1是应变锥的半导体表面;电极表面的E2是金属，界面E3是轴向最大电场应力锥和主电缆的绝缘;约束锥E4具有所得最大电场的锥形部分，上部金属电极E5具有最大场强。GIS高压电缆终端由推力应力锥弹簧提供恒定力，使接触面与应力锥之间的界面压力用环氧树脂电缆体30保证喷射操作达到0.4MPa / mm 2，因此相应的界面可以承受一定程度的电场强度。

　　通电缆电源配件厂家的内部因素分析和检验材料本身的结构和性能要确定度，220kV电压等级的配件，环氧树脂材料允许工作电压最大场强为5kV / mm;三乙烯丙烯橡胶为4kV / mm。1GIS基本设计参数强端端SIG关键元件领域一般在设计电缆附件时，首先要在基本参数分析方法的基础上（锥形电极形状）应力，长度和绝缘厚度）计算电缆附件，然后使用有限元软件进行优化分析。

　　算应力锥绝缘厚度的公式如下：（1）应力锥rj的绝缘半径，电缆的绝缘半径ri，金属电极的最大场强（此处In = E5），金属电极r1的外径。面应力设计使用以下公式计算：（2）其中，，， f =α-1; εj，εi-表示应力锥的相对介电常数和主绝缘电缆的绝缘; x，y是应力锥的表面点的坐标; RC屏蔽电缆芯的外径，相电压U运行;并设计用于轴向应力锥面（其中Et = E3）的场，一般值为0.8kV / mm;其中当y = RJ，X = LK，理论应力锥的表面即长度必须是：（3）内缆线的220kV2500平方毫米示例的当前的横截面，所述内罩的外直径大约是60 mm，外径约120 mm主绝缘，相电压U0 = 127kV，取金属电极外径D =φ160，in = 1.2kV / mm，= 0.8kV / mm ，XLPE相对介电常数为2.3，介电常数为3.5 EPDM，相对介电常数介电常数为4.0，环氧树脂的长度应大于100 mm，厚度为环氧树脂绝缘必须大于70mm，该公式计算出曲率半径R50-R120之间的应力锥面。优化设计用于建立良好基本尺寸的电缆终端的有限元方法之后，首先可以对端子SIG绝缘结构进行初步设计，因为应力锥的锥角通常为6°-12°，一个可取10°，锥形锥应力锥100 mm，绝缘长度为100，曲率半径为R50，金属电极厚度为20 mm和曲率半径是R10。建立一个模型。图2和图2所示，初步设计的GIS终端结构图输入有限元计算软件ANSYS中，结构如下。3 GIS现场终端见初步设计分析结构计算得到的有限元软件图，该金属电极受到最大环氧场强度为4.15kV / mm，一个应力锥具有锥体最大场强为3.35kV / mm。构不令人满意，因此通过增加曲面的曲率半径，减少一系列调整以减小每个端部的电场强度必须受益于GIS的锥角。角，增加锥锥应变长度。
　　每次调整创建一个新模型，并输入ANSYS软件进行模拟分析。

　　
　　后，得到了合理的结构，如图4，图5和表1所示。4，终端GIS设计的最终结构5最终设计SIG场分析表终端1GIS终端模型场强的五个基本部分（kV / mm）E1 E2 E3 E4 E5 E5场强2.51 1.82 0.72 2.32 1.51 ANSYS有限元计算软件分析使我们能够更好地控制关键部件的电场强度，并获得合理的设计结构，使高压电缆附件在操作中发挥更安全，更稳定的作用。前的电缆没有优化电锥形场应力结构和带接口的环氧树脂，应考虑设计电缆终端时SIG端子接头上部的电场强度太。然SF6绝缘气体具有良好的灭弧和绝缘效果，但金属元素的上部过高会导致SF6气体击穿场强甚至造成短路。
　　此，更高的金属元素应该是在这里获得所需的合理电场强度的结构。常，金属屏蔽元件的上端用于降低电场强度。论优化设计优化电缆终端，矿用电缆以获得金属部件的最大磁场强度E2和锥体应力电端子锥体E4处的最大磁场强度。缆头与电场控制电缆连接器区域不同，主磁场控制电缆共用中心电极和中心电极端部到扁平部分，控制绝缘材料的厚度，以及曲面的曲率半径，以实现所需的设计。常，电缆终端受控制界面的绝缘长度，金属电极端部的曲率半径和锥形应力有锥角，半径的因素为弯曲以获得所需的图案。然两者之间存在细微差别，但可以相互学习。助ANSYS有限元软件的帮助，使我们能够准确地模拟电缆附件中的电场或测试电压相应的电场强度工作部位，更好地控制关键元件因此，通过分析工作量和经验公式的计算，我们在设计过程中要小得多。
　　缆配件产品将帮助我们优化设计。考文献[1]李华春，鹿章华洲左春有限元优化约束锥设计方法[J]。压工程2005，31（11）。[2]鲁熙中国，杨黎明，周边墙，刘东，傅伟，吴雪娇设计.500kV交联聚乙烯电缆配件[J]电线电缆，2013（01）[3]刘子玉，电缆设计原理王惠明供电[M]西安：....西安交通大学出版社，1995 [4]国。线网络公司2008年专攻总结报告[R]北京：全国网络公司生物技术部，2009。
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