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摘要
由缺陷所引发的局部电场畸变是电缆故障的重要诱因之一。现有的关于缺陷的仿真研究主要针对于未服役的电力电缆开展，缺少老化过程对缺陷所引发的电场畸变程度的影响研究。该文通过COMSOL有限元仿真软件研究了热老化对电缆本体中外护套破损、受潮水珠、杂质颗粒、半导电层凸起和水树枝5种典型缺陷所引发的电场畸变的影响。结果表明，5种典型缺陷均会造成不同程度的电场畸变，其中水树枝所造成的电场畸变率最高，为456.2%；外护套破损缺陷引发的电场畸变率最低，为51.6%。随着热老化时间的增加，靠近外半导电层的缺陷所引发的电场畸变率逐渐升高，引发放电故障的风险提高；靠近内半导电层的缺陷所引发的电场畸变率逐渐降低，呈现出自愈的趋势；而位于绝缘中部的缺陷引发的电场畸变对热老化并不敏感。上述结果的产生源自于热老化XLPE电缆绝缘的相对介电常数沿电缆径向的非线性分布。所构建的相对介电常数沿电缆径向的分布函数及推导该函数的方法有助于更为准确地研究交变电场下老化、服役电缆绝缘的电场分布特性。
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