Numerical study of electric field distribution in high-voltage cable termination with stress control cone

Abstract

The electric field distribution in the vicinity of stress cone of high-voltage XLPE insulated cable termination (110 kV) is studied by computer modeling. The dependence of cable insulation conductivity on electric intensity and the different cone positions relative to the cutting ends of the cable outer semiconducting layer and copper wire shield are taken into account. The stress control cone is considered both in the form of only cone reflector and as a complete stress cone with insulation body. The peculiarities of field distribution depending on the cone shape and surface roughness are analyzed. The attained results are of interest for designing and improvement of up-to-date high- and extra- high-voltage cable terminations.

Шляхом комп'ютерного моделювання досліджується розподіл електричного поля поблизу конуса вирівнювання поля муфти високовольтного кабеля (110 кВ) зі зшито-поліетиленовою ізоляцією. Враховується залежність електропровідності ізоляції кабеля від напруженості електричного поля, а також положення конуса відносно зрізу елементів кабеля – зовнішнього напівпровідного шару ізоляції та мідного екрану. Розглядаються можливості виконання конуса у вигляді одного рефлектора і повного стрес-конуса (рефлектора з ізоляцією конуса). Аналізуються особливості розподілу поля залежно від форми конуса та нерівності його поверхні. Результати чисельного моделювання пропонується враховувати при проектуванні та удосконалюванні сучасних муфт кабелів на високу та надвисоку напругу.

Путем компьютерного моделирования исследуется распределение электрического поля вблизи конуса выравнивания поля муфты высоковольтного кабеля (110 кВ) со сшито-полиэтиленовой изоляцией. Учитывается зависимость электропроводности изоляции кабеля от напряженности электрического поля, а также положение конуса относительно среза элементов кабеля – внешнего полупроводящего слоя изоляции и медного экрана. Рассматриваются возможности выполнения конуса в виде одного рефлектора и полного стресс-конуса (рефлектора с изоляцией конуса). Анализируются особенности распределения электрического поля в зависимости от формы конуса и неровности его поверхности. Результаты численного моделирования представляют интерес для проектирования и совершенствования современных муфт кабелей на высокое и сверхвысокое напряжение.