ANSYS仿真分析XLPE电缆针尖缺陷影响

"基于有限元分析的XLPE电力电缆仿真实验 (2012年)" 在电力系统中，交联聚乙烯（XLPE）电力电缆因其优异的电气性能和机械特性而广泛应用。然而，电缆的老化问题，尤其是电树枝老化，会严重降低其绝缘性能，对电力系统的安全稳定运行构成威胁。本文主要探讨了如何利用有限元分析方法来研究XLPE电缆内部针尖缺陷对其电树枝老化的影响。 交联聚乙烯是一种通过化学或物理方法使线性聚乙烯分子链发生交联，形成三维网状结构的材料。这种交联过程增强了材料的耐热性和机械强度，使其成为高压电力电缆的理想绝缘材料。然而，即使在XLPE电缆中，微小的缺陷如针尖状不连续性也可能导致局部电场增强，从而引发电树枝生长。电树枝是高电场区域内部绝缘体发生的树枝状导电通道，随着时间推移，它们会逐渐扩展并可能导致绝缘破坏。 文章采用ANSYS这一强大的有限元分析软件，对XLPE电缆内部的针尖缺陷进行建模和仿真。通过模拟，可以计算出电缆在不同工况下的电场分布，以及针尖缺陷处的电场强度。仿真结果揭示了局部电场畸变是如何在这些缺陷周围形成，并逐步发展成贯穿性放电通道的过程。 此外，研究人员还对比了仿真结果与现场实际测量的中压XLPE电缆的耐压强度数据，以验证仿真模型的准确性。这种对比分析有助于理解理论计算与实际运行情况之间的关系，同时也为预防和控制电树枝老化提供了依据。 实验结果表明，局部电场畸变是导致电缆内部贯穿性放电通道形成的关键因素。因此，对XLPE电缆的制造过程进行严格的质量控制，减少或消除针尖缺陷，以及对运行中的电缆进行定期检测，以及时发现并处理潜在的电树枝问题，对于延长电缆寿命和保障电力系统的可靠性至关重要。 关键词：有限元分析；ANSYS；电力电缆；针尖缺陷 该研究对电力工程领域的电缆设计、制造和维护具有重要指导意义，通过理论分析与实际测试相结合，为解决XLPE电缆老化问题提供了新的思路和工具。