Electric field distribution in medium-voltage XLPE cable termination taking into account outer semiconducting layer

Abstract

The computer modeling of electric field in the termination of medium-voltage (10 kV) cross-linked polyethylene insulated power cable is carried out. The stress-control tube and mastic are used in the termination to reduce the field nonuniformity. The electric field distributions are examined at different stress control tube positions relative to the cutting ends of the cable outer semiconducting layer and copper wire shield. The properties of stress control tube and mastic are varied to determine their influence on maximum electric intensity in the cable insulation. The results and used approaches to the study of electric field can be applied to design the terminations allowing for the appropriate materials and arrangement of structural parts.

Виконано комп'ютерне моделювання електричного поля в кінцевій муфті силового кабеля з ізоляцією зі зшитого поліетилену на середню напругу (10 кВ). У муфті для зниження нерівномірності поля застосовується трубка-регулятор та мастика. Досліджено розподіл електричного поля при різних розташуваннях трубки відносно зрізу напівпровідного шару поліетиленової ізоляції та мідного екрану кабеля. Проварійовано електричні властивості матеріалів регулюючої трубки і мастики, визначено їхній вплив на максимальні значення напруженості електричного поля в ізоляції кабеля. Результати та застосовані підходи до дослідження електричного поля можуть використовуватися при проектуванні муфт із урахуванням вибору матеріалів і взаємного розташування конструктивних елементів.

Выполнено компьютерное моделирование электрического поля в концевой муфте силового кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена на среднее напряжение (10 кВ), в которой в качестве средств снижения неравномерности поля применены трубка-регулятор и выравнивающая мастика. Исследовано распределение электрического поля при различных расположениях трубки относительно среза полупроводящего слоя полиэтиленовой изоляции и медного экрана кабеля. Проварьированы электрические свойства материалов регулирующей трубки и мастики, определено их влияние на максимальные значения напряженности электрического поля в изоляции кабеля. Результаты и использованные подходы к исследованию электрического поля могут быть применены при проектировании муфт с учетом выбора материалов и взаимного расположения конструктивных элементов.