10kV电缆接头电场强度模拟方法比较与应用

本文主要探讨了10 kV电缆接头表面电场强度（Electric Field Intensity, EFI）的模拟方法研究。在电力工程领域，尤其是能源和电力工程(Energy and Power Engineering)中，电缆接头的绝缘性能对确保电力系统的安全运行至关重要。论文的研究目标是提出并验证两种有效的方法来分析电缆接头内部的EFI，以便于评估其绝缘状态。 首先，研究者采用有限元法（Finite Element Method, FEM），这是一种数值计算技术，广泛应用于解决各种复杂物理问题，包括电磁场分析。通过这种方法，他们设计了两种主要的EFI研究策略：场电路耦合法和等效电路法。场电路耦合法考虑了电场与电路的相互作用，而等效电路法则将复杂的电磁场问题简化为电路模型，便于计算。 在场电路耦合法中，研究人员模拟了电缆接头内部的电磁场分布，并将其与外部测量电路连接，通过测量电路中的电流来间接反映外半导电屏蔽层内表面的EFI。这种方法能够提供较为精确的局部EFI数据，有助于发现潜在的绝缘缺陷。 等效电路法则是通过构建一个简化电路模型来估计EFI，该模型将复杂的电磁行为转化为易于处理的电路元件。这种方法的优点在于计算简便，但可能牺牲一部分精度，特别是对于精细的局部特性。 论文指出，这两种方法的相对误差大约为15%，这个结果表明尽管等效电路法在精度上稍逊色于场电路耦合法，但它在实际应用中仍具有较高的实用价值和一致性。这意味着在特定条件下，等效电路法可以作为经济高效的替代方案，用于在线监测电缆接头的绝缘状态，提前预警可能存在的故障。 此外，该研究成果发表在《能源与电力工程》(Energy and Power Engineering)期刊上，2020年第12期，强调了其在行业研究中的重要性和实际应用前景。作者们来自广州供电局和华北电力大学电气与电子工程系，他们不仅提供了理论分析，还探讨了如何将这些方法应用于实际电力系统维护和故障诊断。 这项研究对于优化电缆接头的设计、提高电力系统的可靠性以及推动在线监测技术的发展具有重要意义，为电力工程师和研究人员提供了一种新的工具来评估和管理电缆接头的绝缘健康状况。