[发明专利]高压电缆中间接头的有限元优化设计方法

摘要

本发明涉及高压电缆中间接头的有限元优化设计方法，包括以下步骤：S1）根据高压电缆中间接头二维轴对称整体结构，设计半导电应力锥部件的整体结构形状尺寸；S2）建立应力锥有限元二维计算模型；S3）对电缆中间接头进行有限元计算；S4）在电缆绝缘层上临近屏蔽层处取一节点以锥面曲线作为映射路径，得出该路径上电场强度与S的关系图表；S4）观察电场强度与S的关系图表，若电场强度E曲线波形是电场在金属屏蔽层切口处附近最大,并随着应力锥弧度距离的增大,电场值逐渐衰减,到一定远处后,电场非常微小，则得出高压电缆中间接头的最终结构模型；否则执行步骤S5）；S5）重新修正有限元计算模型参数，返回步骤S2）。

主权项

1.一种高压电缆中间接头的有限元优化设计方法：通过建立有限元二维计算模型并进行仿真计算，从而得到电缆中间接头应力锥锥面曲线的电场分布，其特征在于包括以下步骤：S1)根据高压电缆中间接头二维轴对称整体结构，设计半导电应力锥部件的整体结构形状尺寸，包括应力锥的增绕绝缘层的厚度Δt、应力锥轴向长度Lk，应力锥锥面形状曲线方程；S2)根据电场分布规律和相关标准，求得模型参数表，建立应力锥有限元二维计算模型，执行步骤S3)；S3)根据电缆中间接头模型，结合电缆中间接头的工作特性方程、满足的边界条件和具体结构参数，对电缆中间接头进行有限元计算，得到电缆中间接头锥面曲线的电场强度局部矢量图和电场强度局部云图；S4)在电缆绝缘层上临近屏蔽层处取一节点并定义为起点，以锥面曲线作为映射路径，沿该路径上不同节点距起始节点的路径长度为S，得出该路径上电场强度与S的关系图表；S5)观察电场强度与S的关系图表，若电场强度E曲线波形是电场在金属屏蔽层切口处附近最大，并随着应力锥弧度距离的增大，电场值逐渐衰减，到一定远处后，电场非常微小，则得出高压电缆中间接头的最终结构模型；否则执行步骤S6)；S6)根据电场强度与S的关系图表，调整应力集中点附近的折线、圆弧样条曲线的端点坐标，同时改变折线的斜率和圆弧样条曲线的曲率半径，重新修正有限元计算模型参数，返回步骤S2)。