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作者：刘青;焦宇阳;尚英强;郑天宇;刘明亮;朱梦瑶;李欢;
单位：国网北京市电力公司;陕西理工大学电气工程学院;
摘要：为研究高压电缆阻水缓冲层的烧蚀机理并揭示其临界条件，本文测定不同含水率下阻水缓冲层材料的介电性能参数。通过构建基于重力影响的三维非轴对称皱纹铝护套结构电缆几何模型，开展电-热-流多物理场耦合有限元仿真，并结合恒流模拟烧蚀试验系统进行试验验证，实时监测烧蚀过程中的电压和温度变化特征。结果表明：接触不良与受潮是引发烧蚀的必要条件，当铝护套与缓冲层接触不良时，接触良好位置附近的空隙处会产生电场集中，含水率达到5%时即可引发局部放电。接触良好区域的缓冲层因容性电流集中产生局部温升，含水率达到25%时局部温度可达烧蚀起始阈值。从试验结果可以看出，烧蚀现象仅在铝电极与缓冲层接触不良时发生，接触良好时仅出现电化学腐蚀。电化学腐蚀会产生高阻白色粉末，使得电压和温度稳定上升，伴随局部放电的发生，此时电压最高可达147 V，温度最高可达187.8℃，导致缓冲层部分聚酯纤维熔断，进一步引发电流集中，最终导致阻水缓冲层材料的热击穿。
关键词：XLPE电缆;;缓冲层烧蚀;;电-热-流仿真分析;;模拟烧蚀试验;;局部温升
基金资助：京卓越电力建设有限公司科技项目(ZYKCJS[2024]007);; 陕西省科技厅自然科学基金重点项目(2023-JCZD-34);; 陕西省教育厅专项科研计划项目(22JK0322)
