基于高溫超導電纜終端的應力錐研究.pdf

1、高溫超導電纜終端，是高溫超導電纜系統的重要組成部分，用于連接超導電纜本體和常規(guī)電纜附件。高溫超導電纜終端應力錐，位于超導電纜終端內部，主要作用是改善電纜終端內部的電場分布，提高超導電纜終端的電氣絕緣強度，同時應力錐采用絕緣材料需要耐受高溫超導電纜終端的溫度環(huán)境，溫度場自低溫向上呈階梯分布，終端處的電磁場分布不均勻。本課題圍繞高溫超導電纜終端應力錐展開研究，建立了高溫超導電纜終端應力錐的數學模型，對應力錐的結構參數進行了優(yōu)化設計，對不同結

2、構應力錐進行了電場分析及比較，最后完成了應力錐的樣機并進行測試。
　　首先，建立了應力錐的數學模型。提出基于應力錐材料介電常數，極板長度，電氣性能等參數的數學模型，建立了應力錐的電容與結構參數的對應關系，應力錐層間電壓與結構參數的對應關系，分析了應力錐的結構參數對電磁參數的影響，并得出分布曲線。
　　其次，對應力錐的參數進行優(yōu)化及電場磁場分析，并且進行了交流損耗的分析。基于粒子群優(yōu)化算法和等電壓等電容的應力錐設計原理，建立了

3、優(yōu)化的目標函數和約束條件，得出了一組適合的應力錐結構參數，通過電場磁場分析對該組優(yōu)化參數進行了驗證，通過對應力錐內部電場分布的模擬驗證了該組優(yōu)化參數及優(yōu)化算法的可行性。
　　最后，對應力錐進行了樣機設計及試驗測試。在選擇合適的低溫絕緣材料及繞制加工設備基礎上，采用繞包式的加工工藝，設計加工了多根35kV電壓等級的應力錐樣機；并對應力錐樣機進行了電氣絕緣測試，驗證了應力錐的結構性能及絕緣性能。
　　通過對35kV電壓等級電容式