[发明专利]一种高压直流电缆中间接头应力锥设计方法

权利要求书

1.一种高压直流电缆中间接头应力锥的设计方法，其特征在于，所述设计方法包括以下步骤：

(1)确定电缆导体的参数；

(2)计算电缆绝缘层与增强绝缘绝缘材料的界面处P点间的电势与导体电势之比；

(3)确定应力锥端部到应力锥根部的垂直距离；

所述参数包括屏蔽半径a，电缆绝缘层交联聚乙烯外侧半径b，电缆绝缘层交联聚乙烯的电阻R₁、增强绝缘硅橡胶的电阻R₂；

所述步骤(1)中，将连接有电缆的预制式附件等效为同心圆柱体，电缆导体屏蔽半径a等于导体轴心到导体屏蔽层的长度，电缆绝缘层交联聚乙烯外侧半径b等于导体轴心到电缆绝缘层屏蔽的距离。

2.如权利要求1所述的高压直流电缆中间接头应力锥的设计方法，其特征在于，所述步骤(2)中，按下式计算单位长度交联聚乙烯的电阻R₁和硅橡胶的电阻R2:

式中，R₁、R₂分别表示交联聚乙烯和硅橡胶的电阻；γ₁、γ₂分别表示交联聚乙烯和硅橡胶的电导率；y表示导体轴心到增强绝缘屏蔽的距离；

界面处P点处电势U_P与导体电势U之比如下式所述：

3.如权利要求2所述的高压直流电缆中间接头应力锥的设计方法，其特征在于，所述步骤(3)，根据电缆绝缘层的交联聚乙烯和增强绝缘的硅橡胶电导率的不同，计算应力锥端部到根部与同心圆柱体轴向平行的垂直距离x。

4.如权利要求3所述的高压直流电缆中间接头应力锥的设计方法，其特征在于，如果交联聚乙烯的电导率γ₁和硅橡胶的电导率γ₂相同，即γ₁＝γ₂，则电势比如下式所示：

当要满足的电场优化条件即切向电场强度保持恒定时，电势如下式所示：

U_p＝E_tx

E_t为需要满足的交界面的切向电场强度；

应力锥端部到根部与同心圆柱体轴向平行的垂直距离x如下式所示：

U为电缆运行的额定电压，E_t为需要满足的交界面的切向电场强度。

5.如权利要求3所述的高压直流电缆中间接头应力锥的设计方法，其特征在于，如果交联聚乙烯的电导率γ₁和硅橡胶的电导率γ₂不相同，即γ₁≠γ₂，则应力锥端部到根部与同心圆柱体轴向平行的垂直距离X如下式所示：

γ₁、γ₂分别表示交联聚乙烯和硅橡胶的电导率。

6.如权利要求4所述的高压直流电缆中间接头应力锥的设计方法，其特征在于，需要满足的交界面的切向电场强度E_t取1～3kV/mm。