Компьютерное исследование способов выравнивания электрического поля в муфтах кабелей с полиэтиленовой изоляцией

Abstract

Проведены компьютерные расчеты электрического поля в модели концевой муфты высоковольтного кабеля со сшито-полиэтиленовой изоляцией. Рассмотрены различные средства выравнивания поля в муфтах. Показано, что степень равномерности электрического поля в объеме муфты зависит от геометрических параметров трубки-регулятора, ее электрофизических свойств (электропроводности и диэлектрической проницаемости), от геометрической формы стресс-конуса и, соответственно, от расстояния его вершины до поверхности изоляции кабеля. Разработанные подходы к моделированию могут быть использованы для решения практической задачи выбора материалов для элементов кабельных муфт и оптимизации их конструкции.

Проведено комп'ютерні розрахунки електричного поля в моделі кінцевої муфти високовольтного кабеля зі зшито-поліетиленовою ізоляцією. Розглянуто різні способи вирівнювання поля в муфтах. Показано, що ступінь рівномірності електричного поля в об’ємі муфти залежить від геометричних параметрів трубки-регулятора, її електрофізичних властивостей (електропровідності та діелектричної проникності), геометричної форми стрес-конуса і, відповідно, від відстані його вершини до поверхні ізоляції кабеля. Розроблені підходи до моделювання можуть бути використані для вирішення практичної задачі вибору матеріалів для елементів кабельних муфт і оптимізації їхньої конструкції.

The electric field in sealing ends of high-voltage power cables with cross-linked polyethylene insulation is computed by simplified model. The different ways for field grading in the cable sealing end are considered. As shown, the degree of electric field uniformity in the cable box depends on geometric parameters of field-grading tube, its electrophysical properties (conductivity and dielectric permittivity), on stress cone shape as well as on the distance of cone top to cable insulation surface. The developed approaches to computer modeling can be used to select the materials for cable box elements and to optimize their construction.