基于均衡应力分布的高压电缆接头保护装置安全裕度提升方法

作     者：雷佳成 杨鑫 董盼 仇炜 蒋凌峰 刘尧 LEI Jiacheng;YANG Xin;DONG Pan;QIU Wei;JIANG Lingfeng;LIU Yao

作者机构：长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114 广东电网有限责任公司珠海供电局广东珠海519000 国网北京市电力公司北京100031 

基　　金：国家自然科学基金面上基金资助项目(52177015) 广东电网有限责任公司科技项目(GDKJXM20161905) 

出 版 物：《南方电网技术》 (Southern Power System Technology)

年 卷 期：2023年第17卷第7期

页      码：27-36,64页

摘      要：高压电缆接头短路电弧易引发爆炸、失火,造成二次伤害,需加装保护装置。而保护装置结构的不均匀性导致应力分布畸变,出现防爆薄弱环节,针对性地提出了基于均衡应力分布的电缆接头保护装置安全裕度的提升方法。采用爆源等效方式,利用基于温度场、流体场、位移场耦合的有限元计算方法,对保护装置内部短路电弧冲击过程进行仿真计算。以220 kV弹簧收缩泄能方式电缆接头保护装置为计算实例,保护装置内部应力最集中的区域位于端头收缩处,应力畸变率达到24%,端头收缩处的应力导致装置的安全裕度值仅为4.09%。因此认为提升电缆接头保护装置安全裕度的关键在于降低应力畸变率。进而提出了在电缆接头保护装置内侧应力集中区域覆盖陶瓷化硅橡胶高分子复合耐火材料的方法来提升保护装置的安全裕度,经计算选择6 mm厚的材料覆盖内侧应力集中区域,可将装置的应力畸变处的畸变率降至7%,安全裕度值提升至31.81%,使保护装置整体的安全裕度提升至18.18%。与传统提升方法相比,更具针对性,促进设备的轻质化发展,为220 kV高压电缆接头安全设计提供了新的解决思路与方法。

主 题 词：高压电缆接头 均衡应力分布 安全裕度 高分子材料 多物理场耦合 

学科分类：080802[080802] 0808[工学-自动化类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.13648/j.cnki.issn1674-0629.2023.07.004

馆 藏 号：203122819...