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高壓電纜附件的設計是一項涉及電氣、機械、材料和熱力學四方面的復雜過程,只有經過周密、精確的電、力、熱的復合場設計,才能將因生產環節導致的故障率降至最低。因此針對高壓電纜附件用預制或冷縮型附件設計環節中的幾個關鍵問題,從電學性能、力學性能、松弛特性、擴張形變和電場優化等幾個方面出發,提出橡膠材料彈性模量越高,界面壓力越大,附件所需擴張率越低;溫度越高,伸長率越大,橡膠材料的應力松弛速度越快;電纜附件撐開時,從內側到外側發生非線性位移,內側大而外側小,根據彈塑性力學理論,建立電纜附件的厚壁圓筒力學形變方程,可將電纜附件擴展后的電場優化尺寸成功恢復到廠家生產尺寸;最后給出合理設計電纜附件生產結構的方法和思路。該研究方法有望用于指導我國高壓交、直流預制/冷縮型電纜附件的材料選型和結構優化設計。 鋁管是剛形體，而實際塑性電纜是彈性體，測量結果不具備可比性。或采用在電纜附件與電纜本體間界面預置傳感器[15]的方法測量界面壓力，但傳感器植入困難，同時會造成界面絕緣損壞等。本文針對待選定的幾種附件用橡膠材料和電纜用交聯聚乙烯（XLPE）絕緣料，通過實際測量其力學特性（彈性模量），

轉載中國知網整理! www.suoguanjixie.name高壓電纜附件設計-數控滾圓機滾弧機折彎機張家港鋼管滾圓機滾弧機縮管機利用ANSYS軟件建立電纜接頭安裝后力學仿真模型，定量分析電纜附件彈性模量、界面壓力與擴張形變率之間的關系。詳細的界面應力分布仿真計算過程參見文獻[16]。圖1為仿真計算得到不同彈性模量的硅橡膠絕緣的15kV電纜附件（附件主絕緣厚10mm）套接于15kV交流電纜（導體截面400mm2，電纜絕緣厚4.5mm）后，附件單邊過盈量與相應的界面壓力值關系。由圖1可見，附件單邊過盈量或彈性模量越高，界面壓力越大。同時由過盈量值計算得出附件內側擴張率，見表1。由上述分析可知，硅橡膠彈性模量越大，較小的過盈量有助于降低附件的擴張形變率。但較高的彈性模量會造成電纜附件安裝困難，甚至造成附件內絕緣或半導電層撕裂。為確保界面長期運行的抱緊力，附件內側安裝擴張率一般要求在120%~150%范圍[13]。擴張率越高界面壓力越大，但彈性材料的應力松弛速度也越快[17]。因此，為確保電纜與附件絕緣界面30年的可靠面壓，則需研究電纜附件用橡膠絕緣在長期運行中的應力松弛現象，從而指導電纜附件用橡膠絕緣彈性模量，即附件內側擴張率的合理選擇。圖1不同彈性模量時電纜附件面壓力與單邊過盈量的關系高壓電纜附件設計-數控滾圓機滾弧機折彎機張家港鋼管滾圓機滾弧機縮管機 轉載中國知網整理! www.suoguanjixie.name