【摘 要】
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温度是电缆及其附件系统运行中的重要物理参量,温度场的计算过程涉及到多物理场耦合的问题,影响因素众多,环境温度、负荷电流以及缺陷对于电缆中间接头温度场计算的影响十分重要。因此本文构建了电缆中间接头电磁-热耦合场计算模型,分析了外部环境温度和负荷电流对正常运行电缆中间接头的温度场影响。并引入常见的压接管接触电阻、主绝缘老化以及气隙缺陷,针对缺陷存在对于电缆中间接头温度场的影响展开进一步的研究。具体研究
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温度是电缆及其附件系统运行中的重要物理参量,温度场的计算过程涉及到多物理场耦合的问题,影响因素众多,环境温度、负荷电流以及缺陷对于电缆中间接头温度场计算的影响十分重要。因此本文构建了电缆中间接头电磁-热耦合场计算模型,分析了外部环境温度和负荷电流对正常运行电缆中间接头的温度场影响。并引入常见的压接管接触电阻、主绝缘老化以及气隙缺陷,针对缺陷存在对于电缆中间接头温度场的影响展开进一步的研究。具体研究内容包括:（1）通过分析目前电缆中间接头温度场计算方法以及电缆中间接头缺陷的研究现状,总结出目前研究所存在的问题以及有待改进的地方。（2）基于电磁场理论和温度场传热学原理,分析了电缆中间接头电磁场与温度场之间的耦合关系,以及关联的求解方法;以电压等级110k V、导体截面630mm~2的预制型电缆中间接头为研究对象,构建了电缆中间接头电磁-热耦合场计算模型;设计并搭建电缆中间接头温升实验平台,通过典型工况下的多物理场耦合计算数据与实验数据的对比验证了模型计算的可靠性;研究电缆中间接头温度与负荷电流和环境温度之间的关系,为后文缺陷下的电缆中间接头温度表征的研究奠定理论基础。（3）分析压接管接触电阻和主绝缘老化缺陷产生的机理,提出在仿真模型中实现缺陷程度设定的方式;通过对压接管以及主绝缘进行材料的参数化设置,得到不同程度接触电阻、主绝缘老化缺陷程度下的电缆中间接头相对温升,并联立相对温升与环境温度、负荷电流的关系作为判定缺陷程度的依据。（4）通过构建基于等离子体动力学的绝缘内部气隙缺陷放电模型来模拟气隙缺陷下的放电情况;详细分析了放电热源的产生机理、计算方法、组成和分布,并从涉及热源产生机理的等离子体化学体系中主要粒子分布以及等离子化学反应速率的角度对热源的组成及分布情况作出微观解释;最后将热源与温度场模型进行耦合计算,得到不同气隙厚度下的电缆中间接头绝缘气隙放电的温度特性。（5）基于理论分析,进行电缆中间接头温度监测系统样机的设计以及现场试验与数据分析。
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