[发明专利]确定中低压直流XLPE电缆用中间接头最大场强的方法

权利要求书

1.一种确定中低压直流XLPE电缆用中间接头最大场强的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：收集所需相关数据

1)确定接头尺寸参数

在接头内高压屏蔽管和应力锥之间的中间位置对接头做径向剖面图，确定导体半径r₁、导体屏蔽半径r₂、电缆主绝缘半径r₃、接头增强绝缘半径r₄、外护套半径r₅，单位均为mm；

2)根据测量得到的电缆主绝缘与接头增强绝缘材料的电导率，通过对该电导率随温度及场强变化关系式(1)进行函数拟合，得到参数A、B；

式中，σ——电导率，单位为S/m；

A——材料特性参数，单位为V/(Ω·m²)；

——活化能，单位为eV；

k_b——玻尔兹曼常数，单位为1.38×10^-23J/K；

T——温度，单位为K；

B——场强系数，单位为m/V；

E——场强，单位为V/m；

3)电缆线路稳定运行后，通过温度传感器测得接头的线芯温度T_r1与外表面温度T_r5；

步骤2：确定电缆主绝缘温度

1)确定电缆主绝缘内侧及外侧温度

利用式(2)，计算电缆主绝缘内侧温度T_r2；利用式(3)，计算电缆主绝缘外侧温度T_r3；

式中，T_r1——接头线芯温度，单位为℃；

T_r5——接头外表面温度，单位为℃；

2)确定电缆主绝缘温度

以T_r2和T_r3的平均值作为电缆主绝缘温度T_dl，如式(4)所示，并以T_r3作为接头增强绝缘温度T_jt；

步骤3：确定电缆主绝缘场强

以电缆本体平均场强作为电缆主绝缘场强E_dl，如式(5)所示，并以E_dl作为接头增强绝缘场强E_jt；

式中，U——电缆上所加直流电压，kV；

步骤4：确定绝缘材料的电导率

将电缆主绝缘温度T_dl和电缆主绝缘场强E_dl代入式(6)，计算电缆主绝缘电导率σ₁，如式(6)所示；将接头增强绝缘温度T_jt和接头增强绝缘场强E_jt代入式(7)，确定接头增强绝缘电导率σ₂，如式(7)所示；

式中，A——材料特性参数，单位为V/(Ω·m²)；

——活化能，单位为eV；

k_b——玻尔兹曼常数，单位为1.38×10^-23J/K；

T_dl——电缆主绝缘温度，单位为℃；

T_jt——接头增强绝缘温度，单位为℃；

E_dl——电缆主绝缘场强，单位为kV/mm；

E_jt——接头增强绝缘场强，单位为kV/mm；

B——场强系数，单位为m/V；

步骤5：计算接头最大场强

以式(8)计算接头最大场强E_max