高压海底电缆电-热耦合仿真分析和电压极性反转的影响研究

摘要

cqvip:高电压、温度的耦合作用以及运行电压极性反转,均会严重影响海底电缆的运行稳定性。为此,针对高压直流海缆电热耦合模型进行仿真计算;基于海缆载流导体和主绝缘材料电导率和温度、电场的定量依赖关系,构建海缆电热耦合的仿真模型,分别仿真研究运行稳态和暂态时载流导体电流对海缆温度和电场分布特性的影响规律;设置不同的极性反转时间,研究电压极性反转对海缆温度和电场分布的影响。稳态分析结果表明:稳态时海缆的温度分布、绝缘层温差和电场分布随载流导体电流的增大而增大;绝缘层电场分布随着电流的增大逐渐变平缓,电流大于900 A时出现电场翻转现象。暂态分析结果表明:电场的稳定时间小于温度场;极性反转会造成绝缘层最大电场突变,引发过电压;随着极性反转时间的增加,过渡过程中的电压变化率增大。