[发明专利]电缆接头电场分布的三维仿真模型的建模方法

说明书

本发明提供了一种电缆接头电场分布的三维仿真模型的建模方法，属于电力信息技术领域，该建模方法包括以下步骤：步骤1：对35kV电缆接头的尺寸模型，在电缆芯中施加35kV等级电压的最大电动势，按电场分布的第一类边界条件分析；步骤2：分别建立电力接头中各部件的三维仿真模型，最终形成电缆接头的三维仿真模型；步骤3：将电缆接头的三维仿真模型与二维平面电场模型和二维轴对称模型对比分析，步骤4：根据三维仿真模型和二维轴对称模型中空气中的最大电场强度与实际测试结果比较，验证三维仿真模型的准确性，该建模方法根据电缆接头电场三维可视化场景，能够直观体现出电缆接头电场分布，实现配网电缆接头绝缘故障的准确评价。

技术领域

本发明涉及电力信息技术领域，尤其是涉及一种电缆接头电场分布的三维仿真模型的建模方法。

背景技术

 随着我国经济进一步发展，城镇化进程持续加速，加之聚乙烯材料交联化工艺不断成熟，交联聚乙烯 ( 简称 XLPE) 电力电缆凭借其优异的机械性能以及优质的绝缘特性，得到广为认可，已在电力行业中大量使用，与此同时，与电力电缆配套的中间接头也在大量使用。其原因在于电力电缆出厂时长度已为定值，在现场施工敷设时需要进行剪切，并用电缆接头对电缆进行衔接，然而，从电力电缆开始使用至今，在电力供电系统中电力电缆接头依然是线路中最薄弱的环节，经常发生配电网电缆接头的绝缘击穿和烧损事故，给人们的生产和生活造成了恶劣影响。因此，建立一种对电力电缆接头电场分布三维仿真技术研究是非常有必要的。

公开号为CN 108037376 A的文献提出一种配电网电缆接头电场强度检测装置，包括电场强度传感器、信号幅值调整模块、差分放大滤波模块、AD模块，所述电场强度传感器将采集到的电场强度信号传送给所述信号幅值调整模块进行信号幅值的调整，经过幅值调整后的信号经过所述差分放大滤波模块后进行电平的抬升，最终通过所述AD模块变换为数字信号后，通过天线输出。虽然本文献基于传感器技术，检测配电网中电缆接头的电场强度，给电缆接头的绝缘性能和故障预测提供判定依据，具有重大的实用意义，但该文献未能对配电网电缆接头进行三维建模。

公告号为CN 106199704 B的文献公开了一种三维三分量海底电缆地震资料速度建模方法，包括以下步骤：对海底电缆地震资料的纵波地震道集和转换波地震道集进行前期处理；进行纵波叠前时间偏移速度扫描，建立纵波速度模型；进行横波叠前时间偏移速度扫描，建立横波速度模型；建立纵横波速度比模型并进行优化；对选定速度建模控制线进行转换波叠前时间偏移成像，得到控制线成像道集；对优化纵横波速度比场进行百分比扫描偏移；根据三个准则从控制线成像道集中优选最佳百分比系数，形成最终优化系数体；将优化纵横波速度比场乘以最终优化系数体，得到最终纵横波速度比模型；使用纵波速度模型、横波速度模型和最终纵横波速度比模型对整个勘探工区的转换波，但该文献未能与二维模型进行比对，有待进一步提高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种电缆接头电场分布的三维仿真模型的建模方法，研究电缆接头电场仿真模拟模型，构建电缆接头电场三维可视化场景，能够直观体现出电缆接头电场分布，实现配网电缆接头绝缘故障的准确评价。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种电缆接头电场分布的三维仿真模型的建模方法，包括以下步骤：

步骤1：对35kV电缆接头的尺寸模型，在电缆芯中施加35kV等级电压的最大电动势，按电场分布的第一类边界条件分析；

步骤2：根据电缆接头的结构图，分别建立电力接头中各部件的三维仿真模型，最终形成电缆接头的三维仿真模型；

步骤3：建立电缆接头二维平面电场和二维轴对称分布模型，将电缆接头的三维仿真模型与二维平面电场模型和二维轴对称模型进行对比分析；

步骤4：根据上述对比分析，确定三维仿真模型的网络剖分，根据三维仿真模型和二维轴对称模型中空气中的最大电场强度与实际测试结果进行比较，验证三维仿真模型的准确性。