關(guān)于非線性應(yīng)力操控型電纜，高頻諧波會導(dǎo)致電纜半導(dǎo)電層切斷方位處的部分電場強(qiáng)度增大、總功率損耗密度添加，然后在電纜終端外表構(gòu)成過熱門；關(guān)于應(yīng)力錐型電纜終端，因?yàn)橘Y料的電導(dǎo)率受諧波頻率改變的影響不大，總功率損耗密度也很小，因此其發(fā)熱并不嚴(yán)峻，沒有熱門呈現(xiàn)。
現(xiàn)在，跟著城市電力電纜運(yùn)用量的快速添加，與之合作運(yùn)用的電纜終端運(yùn)用越來越遍及，可是電纜終端卻是電力電纜線路中的相對薄弱環(huán)節(jié)，電纜終端擊穿乃至終端炸頭的事情時(shí)有發(fā)生，電纜終端的運(yùn)轉(zhuǎn)和保護(hù)成為困擾電力運(yùn)轉(zhuǎn)單位的一大難題。
伴跟著最近幾年的開展，交-直-交供電體系的運(yùn)用，尤其是一些高壓、大功率等非線性電力電子器件的廣泛運(yùn)用，加之承受端體系設(shè)備復(fù)雜性的添加，特別是一些大容量和非線性負(fù)載的運(yùn)用，加重了電網(wǎng)體系中的高頻諧波等一系列問題。諧波電壓中含有很多的高次諧波成分，高頻諧波使設(shè)備的絕緣問題變得嚴(yán)峻，導(dǎo)致設(shè)備呈現(xiàn)熱毛病、擊穿毛病和過早損壞等一系列問題。
為理清高頻諧波對電纜終端外表熱門構(gòu)成的影響，國網(wǎng)寧夏電力有限公司超高壓公司、國網(wǎng)寧夏電力有限公司的研究人員趙慶杰、史磊、柴斌，在2022年第5期《電氣技能》上撰文，對兩種不同類型的電纜終端樹立其電-熱耦合場有限元仿真模型，并運(yùn)用COMSOL仿真軟件對電纜終端外表熱門現(xiàn)象進(jìn)行電-熱耦合場有限元仿真，然后深化了解電纜終端外表熱門受高頻諧波改變影響而呈現(xiàn)的特征，理清諧波頻率對電纜終端內(nèi)部瞬態(tài)電場及外表熱門的詳細(xì)影響。
研究人員指出，本課題所運(yùn)用的電纜終端為SG型電纜終端和GEO型電纜終端。其間SG型電纜終端的非線性應(yīng)力操控層資料主要成分是半導(dǎo)電資料，其主要效果是渙散外半導(dǎo)電層切斷處會集的電場，當(dāng)外半導(dǎo)電層切斷處的部分電場強(qiáng)度增大時(shí)，其所對應(yīng)的電導(dǎo)率成指數(shù)規(guī)則添加，有助于電場能量的開釋。GEO型電纜終端運(yùn)用應(yīng)力錐的幾許結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將電場渙散到整個(gè)錐形結(jié)構(gòu)上，能夠有用操控電場強(qiáng)度。兩種電纜終端簡化模型如圖1所示。
圖1 兩種電纜終端簡化模型
研究人員表明，經(jīng)過在不同諧波頻率效果下對兩種類型電纜終端的電場強(qiáng)度及總功率損耗密度的仿真剖析能夠得出，關(guān)于SG型電纜終端，電場強(qiáng)度最強(qiáng)處在其半導(dǎo)電層切斷處鄰近，一起，在此處的電場畸變比較嚴(yán)峻，總功率損耗密度最大，發(fā)熱也比較嚴(yán)峻，因此，此處極易構(gòu)成部分熱門。
跟著諧波頻率的增大，SG型電纜終端處的部分功率損耗密度不斷升高，特別是總功率損耗密度成指數(shù)聯(lián)系升高。而關(guān)于GEO型電纜終端，因?yàn)槠滟Y料的不同，電導(dǎo)率受諧波頻率改變的影響并不大，因此總功率損耗密度也不大。
別的，跟著諧波頻率的添加，SG型和GEO型電纜終端的電場強(qiáng)度及總功率損耗密度均在添加，而且SG型電纜終端的總功率損耗密度在增長率和數(shù)值上要顯著高于GEO型電纜終端，使SG型電纜終端具有顯著的熱效應(yīng)。
