地下电缆水树生长动力学模型的研究论文

简介：
本文构建了地下电缆中绝缘材料水树生长的动力学模型，分析了电场、温度等因素对水树形成与发展的促进作用，为评估电缆寿命和安全性提供了理论依据。 地下电缆故障通常与绝缘问题有关，大多数情况下是由水树引起的。通过采取预防措施可以防止因绝缘击穿导致的昂贵停电事故。最有效的预防手段是实时监控电缆绝缘系统中水树的发展情况。然而，这种预测性行为需要准确的现象建模。 早期的模型多为静态性质，仅关注某一时间段内电缆绝缘特性的变化，无法追踪到水树进展或确定瞬时与永久故障的发生条件。在此背景下，本段落提出了一种新的动态建模方法来研究水树以抛物线形式在绝缘层中的扩展过程，并开发了一个可以计算随时间推移排出的电容值的变化模型。 该动态模型考虑了径向生长的时间变化性，以便追踪电缆绝缘的老化情况。这种新模型已经在预测交联聚乙烯（XLPE）电缆使用寿命方面进行了测试并取得了成功的结果，这些结果与文献中记录的实际老化电缆寿命范围相符。此外，通过COMSOL Hyperphysics软件进行的早期分析模型验证显示了两者之间具有显著的相关性。