EPR中压电缆终端优化：电-热场仿真与异常热点缓解

"本文主要探讨了25kV乙丙橡胶(EPR)中压电缆终端在实际应用中遇到的异常热点问题，这是由于电缆终端内部电-热场分布不均匀导致的，尤其是在安装过程中可能产生的划伤缺陷会加剧这一问题，从而降低绝缘性能。为解决这一问题，研究人员提出了一种电导率与电场、温度相关的非线性应力管材料，并通过COMSOL仿真软件来对比分析使用高介质材料和非线性材料制作应力管时电缆终端内部的电-热场分布情况。仿真结果表明，优化后的电缆终端电-热场畸变程度显著减轻，即使存在划伤缺陷，其运行安全性也得到了提高。此外，通过现场热成像仪的温度检测，验证了优化措施对改善电缆终端异常发热状况的有效性。" 在25kV EPR中压电缆终端的设计和运行中，电-热场的均衡分布至关重要，因为不均匀的分布会导致局部异常热点，这对电缆的绝缘性能构成威胁。电缆终端的结构复杂，由多层不同材料组成，其中EPR材料作为主绝缘，而应力管则通常采用高介质电导材料。这些材料参数的差异使得电场分布容易畸变，增加介质损耗，从而引发热点。 为了解决这个问题，研究者引入了一种新的非线性应力管材料，其电导率与电场和温度变化有关。这种材料可以动态适应电场和温度的变化，有助于缓解电-热场的不均匀分布。利用COMSOL Multiphysics软件进行仿真模拟，结果显示，优化后的电缆终端内部电-热场的畸变程度明显下降，这对于防止绝缘材料过早老化和提高整体绝缘性能具有重要意义。 在考虑实际运行中的潜在缺陷，比如安装过程中可能造成的划伤，优化后的电缆终端表现出更好的安全性。即使存在划伤，其电-热场的畸变程度仍保持在安全阈值以下，降低了发生击穿的风险。这表明优化方案能够使电缆终端在一定程度的损伤下仍然能够安全稳定地运行。 为了验证仿真结果，研究人员采用了热成像仪对电缆终端进行了现场温度检测。现场测试的结果与仿真分析一致，证明了优化措施对改善电缆终端表面异常发热现象的有效性。这进一步证实了提出的非线性材料在实际应用中的潜力，为EPR中压电缆终端的优化设计提供了科学依据和技术支持。 通过电-热场联合分析和优化设计，可以有效地解决EPR中压电缆终端的异常热点问题，提高其工作性能和可靠性，从而保障高速铁路等关键设施的电力供应稳定性。这项研究不仅对电缆设计有直接指导意义，也为电力系统的安全运行提供了新的解决方案。