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研究生: 蘇維康
Su, Wei-Kang
論文名稱: 電纜終端之電場分布模擬
Electrical Field Distribution Simulation in Cable Termination
指導教授: 梁從主
Liang, Tsorng-Juu
陳建富
Chen, Jiann-Fuh
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電機工程學系碩士在職專班
Department of Electrical Engineering (on the job class)
論文出版年: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 66
中文關鍵詞: 電纜終端應力錐有限元素電場分布
外文關鍵詞: finite element, electrical field distribution, cable termination, stress cone
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  • 本文以25kV冷縮式電纜終端接頭元件為主要架構,使用有限元素分析法模擬(1)電應力緩解材料的厚度改變(2)電應力緩解材料的相對介電係數改變(3)不同的應力錐幾何尺寸(4)埋置接地電極時的電場與電位分布狀況。並依模擬結果提出最佳的電應力改善方式。所有模擬均使用COMSOL Multiphysics 軟體完成,COMSOL Multiphysics為一使用有限元素法的模擬軟體。
    模擬結果顯示,電應力緩解材料厚度增加時,有助於降低電纜屏蔽末端之電場強度,材料的相對介電係數愈高,電場亦會隨之降低。應力錐長度增長或使用埋置接地電極方式均可降低電纜屏蔽末端之電場,但需注意埋置接地電極末端電場仍有集中現象以及電應力緩解材料本身的損失問題。

    This thesis with cold-shrink 25kV cable terminal connector components as the main structure, used finite element analysis method to simulate the following situations (1) with different thickness of stress relief material (2) with different relative permittivity of stress relief material, (3) different geometries of the stress cone , (4) of a grounding embedded electrode to monitor effects of electrical stress grading. And in accordance with simulation results to take the best way to improve the electrical stress. All simulations completed by COMSOL Multiphysics , COMSOL Multiphysics is a finite element method simulation software.
    Simulation results show that electrical stress relief material thickness increases will reduce the electric field strength on the end of cable shielding. The higher the relative permittivity, the lower the electric field will be . Increasing the length of the stress cone or using embedded electrode also can reduce the electric field on the end of cable shielding, but we should pay more attention to the end of the embedded grounding electrode which the electric field is still focused and considered the dielectric losses of the electrical stress relief material .

    目 錄 摘 要 IV Abstract V 誌 謝 VI 表目錄 X 圖目錄 XI 符號表 XIV 第一章 緒論 1 1.1 研究背景及目的 1 1.2 分析方法 2 1.3 論文章節概要 3 第二章 高壓電纜 4 2.1 電纜結構 4 2.2 電纜接頭的種類 15 2.3 電纜接頭電應力 18 2.4 25k V 電纜終端施工尺寸及注意事項 20 2.4.1 電纜終端施工尺寸 20 2.4.2 電纜接頭施工注意事項 21 第三章 有限元素分析法及模擬方式 24 3.1 有限元素法簡介 24 3.2 COMSOL 有限元素分析軟體 25 3.3 簡化解析的幾何 29 3.4 統御方程式的推導 31 3.4.1 介電質材料特性 31 3.4.2 電磁理論 33 3.4.3 準靜態,電-子午向電流統御方程式 35 3.5 建立模型 35 3.5.1 建模所需電纜資料 35 3.5.2 應用模式 36 3.5.3 統御域及邊界條件設定 38 第四章 模擬結果與分析 43 4.1 電纜剝除外半導體層後的電位與電場分布 43 4.2 冷縮式套管終端電位與電場分布 45 4.3 電纜屏蔽末端之電應力控制 48 4.3.1 電應力緩解材料厚度改變對電場分布的影響 48 4.3.2 電應力緩解材料介電係數改變對電場分布的影響 51 4.3.3 應力錐幾何尺寸對電場分布的影響 53 4.3.4 埋置電極對電場分布的影響 56 第五章 結論及未來研究方向 62 5.1 結論 62 5.2 未來研究方向 63

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    下載圖示 校內:2011-08-24公開
    校外:2019-08-24公開
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