一种交流高压电缆终端应力锥的介电功能梯度设计方法技术

本发明专利技术涉及一种交流高压电缆终端应力锥的介电功能梯度设计方法，通过在应力锥橡胶区域中添加设计变量和惩罚因子；根据改善沿交联聚乙烯(XLPE)和橡胶界面的切向电场分布，构建第一优化目标；并根据避免最优解中的网格依赖性，构建第二优化目标，构建了优化问题，实现了应力锥电场分布优化，提高高压电缆终端设备运行的稳定性与电力系统的安全可靠性。本发明专利技术基于拓扑优化法，调控应力锥绝缘的介电常数分布，最终实现了切向电场优化，解决了界面电场畸变问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高电压设备，尤其是一种交流高压电缆终端应力锥的介电功能梯度设计方法。

技术介绍

1、高压电缆终端在电缆传输系统中发挥着重要作用，包裹电缆绝缘层的橡胶应力锥是电缆终端的关键部件，但应力锥内部及应力锥与电缆绝缘层之间界面电场畸变问题严重，容易引发局部放电，甚至绝缘失效，限制了高压电缆终端设备的发展与应用。本专利技术为了防止界面损伤的产生与发展，考虑了界面的切向电场分布特性。首先，设计了一种具有较小半导体部分的新型应力锥，以降低界面上的法向电场强度。然后，在新型应力锥的基础上，将介电常数功能梯度材料(ε-fgm)橡胶应用于应力锥的绝缘部分，以减缓切向电场畸变。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种交流高压电缆终端应力锥的介电功能梯度设计方法，采用拓扑优化方法得到了最优的介电常数梯度分布，最终实现了新型应力锥的切向电场优化。

2、本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

3、一种交流高压电缆终端应力锥的介电功能梯度设计方法，包括以下步骤：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种交流高压电缆终端应力锥的介电功能梯度设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种交流高压电缆终端应力锥的介电功能梯度设计方法，其特征在于：所述步骤1中的具体实现方法为：

3.根据权利要求2所述的一种交流高压电缆终端应力锥的介电功能梯度设计方法，其特征在于：所述步骤2中第一优化目标f1为：

4.根据权利要求3所述的一种交流高压电缆终端应力锥的介电功能梯度设计方法，其特征在于：所述步骤3中第二优化目标f2为：

5.根据权利要求4所述的一种交流高压电缆终端应力锥的介电功能梯度设计方法，其特征在于：所述步骤4中优化问题...

【技术特征摘要】

1.一种交流高压电缆终端应力锥的介电功能梯度设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种交流高压电缆终端应力锥的介电功能梯度设计方法，其特征在于：所述步骤1中的具体实现方法为：

3.根据权利要求2所述的一种交流高压电缆终端应力锥的介电功能梯度设计方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王泽华，曹卓然，张峥，兰宇，解颖，侯翼天，张伟龙，李世阳，王兆阳，王强，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司，
类型：发明
国别省市：