高压电缆附件的设计是一项涉及电气、机械、材料和热力学四方面的复杂过程,只有经过周密、精确的电、力、热的复合场设计,才能将因生产环节导致的故障率降至最低。因此针对高压电缆附件用预制或冷缩型附件设计环节中的几个关键问题,从电学性能、力学性能、松弛特性、扩张形变和电场优化等几个方面出发,提出橡胶材料弹性模量越高,界面压力越大,附件所需扩张率越低;温度越高,伸长率越大,橡胶材料的应力松弛速度越快;电缆附件撑开时,从内侧到外侧发生非线性位移,内侧大而外侧小,根据弹塑性力学理论,建立电缆附件的厚壁圆筒力学形变方程,可将电缆附件扩展后的电场优化尺寸成功恢复到厂家生产尺寸;最后给出合理设计电缆附件生产结构的方法和思路。该研究方法有望用于指导我国高压交、直流预制/冷缩型电缆附件的材料选型和结构优化设计。 铝管是刚形体，而实际塑性电缆是弹性体，测量结果不具备可比性。或采用在电缆附件与电缆本体间界面预置传感器[15]的方法测量界面压力，但传感器植入困难，同时会造成界面绝缘损坏等。本文针对待选定的几种附件用橡胶材料和电缆用交联聚乙烯（XLPE）绝缘料，通过实际测量其力学特性（弹性模量），

转载中国知网整理! www.suoguanjixie.name高压电缆附件设计-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港钢管滚圆机滚弧机缩管机利用ANSYS软件建立电缆接头安装后力学仿真模型，定量分析电缆附件弹性模量、界面压力与扩张形变率之间的关系。详细的界面应力分布仿真计算过程参见文献[16]。图1为仿真计算得到不同弹性模量的硅橡胶绝缘的15kV电缆附件（附件主绝缘厚10mm）套接于15kV交流电缆（导体截面400mm2，电缆绝缘厚4.5mm）后，附件单边过盈量与相应的界面压力值关系。由图1可见，附件单边过盈量或弹性模量越高，界面压力越大。同时由过盈量值计算得出附件内侧扩张率，见表1。由上述分析可知，硅橡胶弹性模量越大，较小的过盈量有助于降低附件的扩张形变率。但较高的弹性模量会造成电缆附件安装困难，甚至造成附件内绝缘或半导电层撕裂。为确保界面长期运行的抱紧力，附件内侧安装扩张率一般要求在120%~150%范围[13]。扩张率越高界面压力越大，但弹性材料的应力松弛速度也越快[17]。因此，为确保电缆与附件绝缘界面30年的可靠面压，则需研究电缆附件用橡胶绝缘在长期运行中的应力松弛现象，从而指导电缆附件用橡胶绝缘弹性模量，即附件内侧扩张率的合理选择。图1不同弹性模量时电缆附件面压力与单边过盈量的关系高压电缆附件设计-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港钢管滚圆机滚弧机缩管机 转载中国知网整理! www.suoguanjixie.name