锚害对500 kV海底电缆结构层的影响

锚害是影响海底电缆线路安全稳定运行的主要危险因素,为分析锚害对高压海底电缆机械和电气性能的影响,有必要对锚害造成的海底电缆结构层变形及海缆绝缘层电场分布进行有限元计算。该文首次建立了500 kV交流交联聚乙烯绝缘铜丝铠装海底电缆锚害有限元模型,利用非线性动力学算法求解海底电缆受到锚害后各结构层的应力及应变分布,重点分析了锚害直接作用部位绝缘层截面的应变分布;并根据锚害后绝缘形变情况,建立了不同压缩率下绝缘电场的有限元模型,求解出不同压缩率下绝缘层电场的分布数据;同时利用最小二乘法拟合得到锚害后绝缘电场与压缩率的关系方程。结果表明:锚砸和钩挂2种锚害形式对海底电缆形变影响为绝缘产生椭圆化变形,该变形导致绝缘电场强度局部升高,电场变化与绝缘层的压缩率成指数关系。研究结果可为海底电缆锚害故障评估提供理论和数据参考。