CN113158383A - 利用同轴简化模型准确评估直流电缆接头实际场强的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了利用同轴简化模型准确评估直流电缆接头实际场强的方法，步骤如下：1、确定同轴简化模型的结构、尺寸及材料参数，2、利用同轴简化模型，确定由空间电荷电场畸变效应导致的场强畸变系数随运行工况变化的函数关系式，3、确定接头的相关参数，4、确定在不考虑空间电荷效应情况下，接头中的直流稳态场强，5、确定接头中直流电缆主绝缘与接头增强绝缘的运行工况表征参数，6、确定接头绝缘的实际场强；本发明为直流XLPE电缆用预制接头的运行电压设计及负载电流选择提供了技术支撑，对于保障直流接头的安全、经济运行具有重要意义。

Description

利用同轴简化模型准确评估直流电缆接头实际场强的方法

技术领域

本发明涉及一种对直流电缆接头的实际场强进行准确评估的方法，具体涉及利用同轴简化模型辅助定量表征空间电荷电场畸变效应、从而对直流XLPE电缆用预制接头中绝缘场强进行准确评估的方法。

背景技术

与交流配网相比，直流配网具有供电容量大、线路损耗小、电能质量好、无需无功补偿、运行方式灵活等优点，伴随着可再生能源和柔性直流输电技术的发展，其应用逐渐获得广泛关注。在我国，大中型城市存在土地资源紧张、地下线路饱和等问题，以及新兴能源分布式接入的问题，都促进了直流配电线路的建设及发展；而且，将现役交流电缆线路改为直流运行已被实践证实是提升电缆系统输送容量的一个有效手段，也是对故障线路进行升级改造的良好方法。

XLPE绝缘电缆系统在交、直流配网中大量应用。接头是电缆系统中的重要组成部分，对于XLPE电缆，常用以硅橡胶及乙丙橡胶为主绝缘材料的预制接头。由于接头结构复杂，且在不同绝缘的交界面处材料的介电常数、电导特性发生变化，使得在直流电压下运行时，两种介质的交界面比绝缘本体更易积累空间电荷，造成电场的畸变和局部集中，引发局部放电，甚至可能沿内爬距通道击穿。因此，电缆接头成为了直流输电线路中的薄弱环节。

相比于交流，接头在直流电压下的电场分布更加复杂，这是因为交流下绝缘中电场分布取决于介电常数，在电缆线路运行温度、场强范围内，其变化较小；而直流下绝缘电场按电导率分布，受温度和场强的影响显著，当电缆主绝缘两侧温差过大时，还会导致其内部电导率梯度过大，引起场强反转，使接头增强绝缘内最大场强过高，加速老化或损伤。此外，直流电压下的空间电荷效应变得突出，可能引起绝缘中电场发生明显畸变，场强显著增大，而目前尚没有成熟的方法可对此进行准确表征或评估。

目前在进行接头的直流运行电压设计时，一种普遍采用的做法是选择较低的电压设计值，保证在此电压下，接头绝缘内的最大场强值低于绝缘材料的空间电荷阈值，从而可以忽略空间电荷的影响。这种做法将导致接头的直流电压设计值偏低，无法真实反映其实际耐受能力。

近年来，随着空间电荷测量技术的发展和计算机应用水平的提高，很多人开始采用仿真模型来模拟聚合物绝缘中的电荷输运行为；但对电缆主绝缘与接头增强绝缘构成的双层绝缘界面，多采用基于Maxwell-Wagner极化模型的简单计算，没有综合考虑绝缘内部以及界面上电荷的数量及极性对电场的影响。实际的空间电荷测量，多是在单一片状试样上进行，其结果无法应用于大厚度、同轴型、存在不同绝缘及界面的接头结构。虽然已有研究人员在实际电缆上进行绝缘空间电荷测量，但所得结果的精度很低，且对测量设备的要求很高，更多偏于定性分析而非定量表征。对于电缆接头，还未见有针对绝缘中空间电荷或局部电场实际测量的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用同轴简化模型辅助定量表征空间电荷电场畸变效应、从而准确评估直流XLPE电缆用预制接头中绝缘场强的方法,该方法采用场强畸变系数定量表征空间电荷对接头内绝缘场强的影响，且基于实测数据推导获得了场强畸变系数随运行条件的变化规律关系式，便于应用与推广；涵盖了接头在正常运行中的温度及场强范围，符合工程实际，实用性强；对于不同绝缘材料、结构及型号的预制接头均可应用，普适性强；为直流XLPE电缆用预制接头的运行电压设计及负载电流选择提供了技术支撑，对于保障直流接头的安全、经济运行具有重要意义。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

利用同轴简化模型准确评估直流电缆接头实际场强的方法，包括如下步骤：

步骤1：确定同轴简化模型的结构、尺寸及材料参数

1)对应于实际直流电缆接头结构，构建一个同轴简化模型，其结构层从内到外依次包括：导体、导体屏蔽、XLPE绝缘、橡胶绝缘、外屏蔽，XLPE绝缘为直流电缆主绝缘，橡胶绝缘为接头增强绝缘，XLPE绝缘与橡胶绝缘之间构成绝缘交界面；

导体要求外表面光滑，外径5～10mm；XLPE绝缘与橡胶绝缘的厚度根据实际接头中应用的厚度，按照相同比例缩小后在2～5mm之间选择；导体屏蔽与外屏蔽的厚度对整体场强分布影响不大，统一设计为0.5mm或1mm；各层厚度设计完成后，确定同轴简化模型的导体半径r₁、导体屏蔽半径r₂、XLPE绝缘半径r₃、橡胶绝缘半径r₄、外屏蔽半径r₅，单位均为mm；

2)测量并确定同轴简化模型中XLPE绝缘及橡胶绝缘的材料特性参数

首先，在不同的场强及温度下测量XLPE绝缘与橡胶绝缘的电导率，确定电导率随温度及场强的变化关系式，用式(1)表示。

式中，σ(T,E)——随温度及场强变化的电导率，S/m；

A——材料特性参数，V/(Ω·m²)；

——活化能，eV；

k_b——玻尔兹曼常数，为1.38×10^-23J/K；

T——温度，K；

B——场强系数，m/V；

E——场强，V/m；

其次，在工频电压下，测量XLPE绝缘和橡胶绝缘材料的相对介电常数，分别记为ε₁和ε₂；

步骤2：利用同轴简化模型，确定由空间电荷电场畸变效应导致的场强畸变系数随运行工况变化的函数关系式

1)测量同轴简化模型在直流电压下的空间电荷密度分布

设计不同运行工况，包括不同的电压与绝缘温差，按照设计工况对同轴简化模型施加不同的直流电压并使绝缘达到设计温差，进行试验，测量XLPE绝缘与橡胶绝缘中的空间电荷密度分布；

2)确定XLPE绝缘及橡胶绝缘的场强畸变系数

首先，利用1)中测得的空间电荷密度分布，通过式(2)计算XLPE绝缘与橡胶绝缘中的直流场强分布，

式中，r——XLPE绝缘或橡胶绝缘中任意位置，mm；

r₂——导体屏蔽半径，mm；

r₄——橡胶绝缘半径，mm；

E(r)——XLPE绝缘或橡胶绝缘中任意位置r处的场强，kV/mm；

ρ(r)——XLPE绝缘或橡胶绝缘中任意位置r处的空间电荷密度，C/m³；

ε——XLPE绝缘或橡胶绝缘材料的相对介电常数；

其次，通过有限元仿真软件，计算获得不考虑空间电荷效应情况下，XLPE绝缘和橡胶绝缘中的直流场强分布E₀(r)，单位为kV/mm；

最后，由式(3)确定由空间电荷电场畸变效应导致的场强畸变系数，对应于XLPE绝缘和橡胶绝缘，将其分别记为k₁和k₂；

式中，k——绝缘中由于空间电荷效应导致的场强畸变系数；

E₀(r)——不考虑空间电荷效应时，绝缘中的直流场强分布，kV/mm；

3)确定场强畸变系数随运行工况变化的函数关系式

首先，对应于同轴简化模型，绝缘平均场强E_av由式(4)确定。

式中，U——试验时模型上所加直流电压，kV；

其次，通过有限元仿真软件，对应于同轴简化模型的绝缘交界面，分别计算确定XLPE绝缘侧与橡胶绝缘侧的场强E_1i与E_2i以及温度T_1i与T_2i；

将XLPE绝缘侧的场强E_1i和温度T_1i代入式(1)，确定XLPE绝缘的电导率σ₁；将橡胶绝缘侧的场强E_2i和温度T_2i代入式(1)，确定橡胶绝缘的电导率σ₂；

设计XLPE绝缘和橡胶绝缘的运行工况表征参数x₁与x₂，其计算采用公式(5)和(6)。

利用式(7)，分别对XLPE绝缘的场强畸变系数k₁和运行工况表征参数x₁、橡胶绝缘的场强畸变系数k₂和运行工况表征参数x₂之间的对应关系进行拟合；

式中，x——XLPE绝缘或橡胶绝缘的运行工况表征参数；

y——通过公式(7)计算的XLPE绝缘或橡胶绝缘的场强畸变系数；

步骤3：确定接头的相关参数

1)确定接头的尺寸参数

确定导体半径r_j1、导体屏蔽半径r_j2、直流电缆主绝缘半径r_j3、接头增强绝缘半径r_j4、接头外径r_j5，单位均为mm；

2)确定接头中直流电缆主绝缘与接头增强绝缘材料的特性参数

首先，确定直流电缆主绝缘与接头增强绝缘材料的电导率随温度及场强变化关系式(1)中的参数A、

B；

其次，确定直流电缆主绝缘与接头增强绝缘材料的相对介电常数，分别记为ε_j1和ε_j2；

步骤4：确定在不考虑空间电荷效应情况下，接头中的直流稳态场强

采用有限元仿真软件，通过数值计算确定接头中任意位置r_j处的直流稳态场强E₀(r_j)；

步骤5：确定接头中直流电缆主绝缘与接头增强绝缘的运行工况表征参数

在接头中的任意位置r_j处，以接头上外加直流电压和该位置对应绝缘厚度的比值，确定绝缘平均场强E_jav；

利用有限元仿真软件，计算确定接头中任意位置r_j处绝缘交界面上直流电缆主绝缘侧与接头增强绝缘侧的场强E_j1与E_j2，以及温度T_j1与T_j2；

将直流电缆主绝缘的场强E_j1和温度T_j1代入式(1)，确定其电导率σ_j1；将接头增强绝缘的场强E_j2和温度T_j2代入式(1)，确定其电导率σ_j2；

将接头相关数据代入公式(5)和(6)中，确定直流电缆主绝缘及接头增强绝缘的运行工况表征参数，分别记为x_j1与x_j2；

步骤6：确定接头绝缘的实际场强

将x_j1与x_j2分别代入式(7)，确定接头中任意位置r_j处电缆主绝缘或接头增强绝缘的场强畸变系数y(r_j)，记为y_j1与y_j2；

则在直流电压下，接头中任意位置r_j处的实际场强E(r_j)利用式(8)确定；

E(r_j)＝E₀(r_j)×y(r_j) (8)。

所述橡胶绝缘根据实际接头材料，采用硅橡胶或乙丙橡胶。

导体材料选用铜或铝，设计为空心圆筒或实心圆棒。

本发明提出了一种利用同轴简化模型辅助定量表征空间电荷电场畸变效应、从而准确评估直流XLPE电缆用预制接头中绝缘场强的方法，该方法具有以下优点：

1)采用场强畸变系数定量表征了空间电荷对接头内绝缘场强的影响，且基于实测数据推导获得了场强畸变系数随运行条件的变化规律关系式，便于应用与推广；

2)本方法可应用于不同材料、结构及型号的XLPE电缆预制接头，具有较强的普适性；

3)涵盖了接头在正常运行中的温度及场强范围，符合工程实际，实用性强；

4)实现了对直流电缆接头中绝缘场强的准确评估，为直流XLPE电缆用预制接头的运行电压设计及负载电流选择提供了技术支撑。

附图说明：

图1为同轴简化模型的横截面示意图；

图2为典型XLPE电缆用预制接头的轴向剖面示意图；

图3为接头内高压屏蔽管和应力锥之间某一位置处的径向剖面示意图；

图4a、图4b、图4c分别为同轴简化模型在直流电压40kV，绝缘温差20K、直流电压80kV，绝缘温差10K以及直流电压80kV，绝缘温差20K测试条件下对应测得的空间电荷分布图；

图5a、图5b、图5c分别为同轴简化模型在在直流电压40kV，绝缘温差20K、直流电压80kV，绝缘温差10K以及直流电压80kV，绝缘温差20K测试条件下对应的直流稳态场强分布图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行更详细的说明。

利用本发明所提出的方法对10kV XLPE电缆用硅橡胶预制接头在施加直流电压为10、20、30kV，满载运行情况下的绝缘场强进行评估，包括如下步骤：

步骤1：确定同轴简化模型的结构、尺寸及材料参数。

1)设计并制备同轴简化模型，其结构层从内到外依次包括：导体、导体屏蔽、XLPE绝缘、橡胶绝缘、外屏蔽，如图1所示，其尺寸为：导体半径r₁＝4mm、导体屏蔽半径r₂＝4.5mm、XLPE绝缘半径r₃＝6.5mm、硅橡胶绝缘半径r₄＝8.5mm、外屏蔽半径r₅＝9mm。

2)对XLPE绝缘和硅橡胶绝缘材料进行直流电导率测试，并利用式(1)对测量数据进行拟合，获得XLPE和硅橡胶材料电导率表达式中的参数A、

B的值如表1所示。

表1

其次，在工频电压下，测量XLPE和硅橡胶材料的相对介电常数ε₁和ε₂分别为2.3和2.9。

步骤2：利用同轴简化模型，确定由空间电荷电场畸变效应导致的场强畸变系数随运行工况变化的函数关系式。

1)设计三种不同运行工况，如表2所示；以此三种运行工况为测试条件，对同轴简化模型施加直流电压和绝缘温差，进行试验，并认为在2×10⁴s时，模型内空间电荷分布达到稳定。三种运行工程对应的测试条件下，空间电荷体密度分布如图4a)、图4b)、图4c)所示。

表2

2)确定XLPE绝缘及硅橡胶绝缘的场强畸变系数。

由公式(2)可得XLPE绝缘与硅橡胶绝缘的直流稳态场强分布E(r)，如图5a)、图5b)、图5c)中的实线所示。

通过有限元仿真软件模拟，得出对应于表2中三种不同测试条件、忽略空间电荷效应情况下，XLPE与硅橡胶绝缘中的直流稳态场强分布E₀(r)，如图5a)、图5b)、图5c)中的虚线所示。

由式(3)，计算得出在三种运行工况对应的测试条件下，XLPE与EPR绝缘对应的场强畸变系数k₁与k₂，结果见表3。

表3

3)确定场强畸变系数随运行工况变化的函数关系式。

由式(4)，计算得出三种测试条件下，同轴简化模型中绝缘的平均场强E_av，分别为10kV/mm，20kV/mm，20kV/mm。

通过有限元仿真软件模拟，得出三种不同测试条件下，同轴简化模型在绝缘交界面上XLPE与硅橡胶绝缘侧的场强E_1i与E_2i以及温度T_1i与T_2i，结果见表4。将表4中数据代入式(1)，即可确定不同测试条件下XLPE与硅橡胶绝缘的电导率σ₁与σ₂。

表4

由式(5)与式(6)，确定不同测试条件下，XLPE与硅橡胶绝缘的运行工况表征参数x₁与x₂，结果见表5。

表5

将上述数据利用式(7)进行拟合，获得参数C、D与F的值如表6所示。

表6

步骤3：确定接头的相关参数。

1)确定接头的尺寸参数。

这里采用YJV22-8.7/15-3×240mm² XLPE电缆用硅橡胶接头为研究对象。图2为YJV22-8.7/15-3×240mm² XLPE电缆用预制接头的轴向剖面图。在接头内高压屏蔽管和应力锥之间的中间位置对接头做径向剖面图，如图3所示，接头尺寸参数为：导体半径r_j1＝9.15mm、导体屏蔽半径r_j2＝9.95mm、电缆主绝缘半径r_j3＝14.45mm、接头增强绝缘半径r_j4＝24.45mm、接头外径r_j5＝25.45mm。

2)对接头中XLPE和硅橡胶绝缘材料进行直流电导率测试，并对试验数据利用式(1)进行拟合，获得参数A、

B的值如表7所示。

表7

其次，测量确定XLPE和硅橡胶绝缘材料的相对介电常数ε_j1和ε_j2分别为2.3和2.8。

步骤4：确定在不考虑空间电荷效应情况下，接头中的直流稳态场强。

这里选取不同直流电压下接头内直流场强最大值E_max作为研究对象，结果如表8所示。

表8

步骤5：确定接头中电缆主绝缘与接头增强绝缘的运行工况表征参数。

由于最大场强位于应力锥根部，而应力锥与电缆金属屏蔽层相连接，为零电位，因此对应的绝缘厚度为XLPE绝缘层厚度，即r_j3-r_j2。则在10kV、20kV及30kV电压下，绝缘的平均场强E_jav分别为2.22kV/mm，4.44kV/mm，6.67kV/mm。

通过有限元仿真软件模拟，可得不同直流电压下，接头在绝缘交界面上XLPE与硅橡胶绝缘侧的场强E_j1与E_j2以及温度T_j1与T_j2，结果见表9。代入式(1)，即可确定XLPE与硅橡胶绝缘的电导率σ_j1与σ_j2。

表9

将相关数据代入公式(5)和(6)中，即可得不同直流电压下，接头中应力锥根部的绝缘交界面上XLPE与硅橡胶绝缘的运行工况表征参数x_j1与x_j2，结果见表10。

表10

步骤6：确定接头绝缘的实际场强。

因最大场强位于接头中应力锥根部的绝缘交界面上，故需分别对XLPE与硅橡胶绝缘侧的实际场强进行计算。通过式(7)与式(8)可得绝缘交界面上XLPE与硅橡胶绝缘侧的场强畸变系数y_j1与y_j2以及对应的实际场强E₁与E₂，结果见表11。

表11

总之，本发明所提出的利用同轴简化模型准确评估直流电缆接头实际场强的方法，包括设计并制备同轴简化模型，对模型在不同运行工况对应的测试条件下进行空间电荷密度分布测量，确定实际场强，并将其与不考虑空间电荷效应的场强对比，确定由空间电荷效应导致的场强畸变系数，并推导场强畸变系数随运行工况表征参数变化的函数关系式；之后，通过仿真模拟或解析方法，确定在不考虑空间电荷效应情况下，实际电缆接头在任意位置处的绝缘场强，将该值乘以对应的场强畸变系数，则可得出绝缘在该位置处的实际场强。

本发明利用同轴简化模型辅助定量表征空间电荷电场畸变效应，且获得了场强畸变系数随运行条件的变化规律关系式，可应用于不同材料、结构及型号的XLPE电缆预制接头，具有较强的普适性。实现了对直流电缆接头中绝缘场强的准确评估，为直流XLPE电缆用预制接头的运行电压设计及负载电流选择提供了技术支撑。

Claims (3)

1.利用同轴简化模型准确评估直流电缆接头实际场强的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：确定同轴简化模型的结构、尺寸及材料参数

1)对应于实际直流电缆接头结构，构建一个同轴简化模型，其结构层从内到外依次包括：导体、导体屏蔽、XLPE绝缘、橡胶绝缘、外屏蔽，XLPE绝缘为直流电缆主绝缘，橡胶绝缘为接头增强绝缘，XLPE绝缘与橡胶绝缘之间构成绝缘交界面；

导体要求外表面光滑，外径5～10mm；XLPE绝缘与橡胶绝缘的厚度根据实际接头中应用的厚度，按照相同比例缩小后在2～5mm之间选择；导体屏蔽与外屏蔽的厚度对整体场强分布影响不大，统一设计为0.5mm或1mm；各层厚度设计完成后，确定同轴简化模型的导体半径r₁、导体屏蔽半径r₂、XLPE绝缘半径r₃、橡胶绝缘半径r₄、外屏蔽半径r₅，单位均为mm；

2)测量并确定同轴简化模型中XLPE绝缘及橡胶绝缘的材料特性参数

首先，在不同的场强及温度下测量XLPE绝缘与橡胶绝缘的电导率，确定电导率随温度及场强的变化关系式，用式(1)表示。

式中，σ(T,E)——随温度及场强变化的电导率，S/m；

A——材料特性参数，V/(Ω·m²)；

——活化能，eV；

k_b——玻尔兹曼常数，为1.38×10^-23J/K；

T——温度，K；

B——场强系数，m/V；

E——场强，V/m；

其次，在工频电压下，测量XLPE绝缘和橡胶绝缘材料的相对介电常数，分别记为ε₁和ε₂；

步骤2：利用同轴简化模型，确定由空间电荷电场畸变效应导致的场强畸变系数随运行工况变化的函数关系式

1)测量同轴简化模型在直流电压下的空间电荷密度分布

设计不同运行工况，包括不同的电压与绝缘温差，按照设计工况对同轴简化模型施加不同的直流电压并使绝缘达到设计温差，进行试验，测量XLPE绝缘与橡胶绝缘中的空间电荷密度分布；

2)确定XLPE绝缘及橡胶绝缘的场强畸变系数

首先，利用1)中测得的空间电荷密度分布，通过式(2)计算XLPE绝缘与橡胶绝缘中的直流场强分布，

式中，r——XLPE绝缘或橡胶绝缘中任意位置，mm；

r₂——导体屏蔽半径，mm；

r₄——橡胶绝缘半径，mm；

E(r)——XLPE绝缘或橡胶绝缘中任意位置r处的场强，kV/mm；

ρ(r)——XLPE绝缘或橡胶绝缘中任意位置r处的空间电荷密度，C/m³；

ε——XLPE绝缘或橡胶绝缘材料的相对介电常数；

其次，通过有限元仿真软件，计算获得不考虑空间电荷效应情况下，XLPE绝缘和橡胶绝缘中的直流场强分布E₀(r)，单位为kV/mm；

最后，由式(3)确定由空间电荷电场畸变效应导致的场强畸变系数，对应于XLPE绝缘和橡胶绝缘，将其分别记为k₁和k₂；

式中，k——绝缘中由于空间电荷效应导致的场强畸变系数；

E₀(r)——不考虑空间电荷效应时，绝缘中的直流场强分布，kV/mm；

3)确定场强畸变系数随运行工况变化的函数关系式

首先，对应于同轴简化模型，绝缘平均场强E_av由式(4)确定。

式中，U——试验时模型上所加直流电压，kV；

其次，通过有限元仿真软件，对应于同轴简化模型的绝缘交界面，分别计算确定XLPE绝缘侧与橡胶绝缘侧的场强E_1i与E_2i以及温度T_1i与T_2i；

将XLPE绝缘侧的场强E_1i和温度T_1i代入式(1)，确定XLPE绝缘的电导率σ₁；将橡胶绝缘侧的场强E_2i和温度T_2i代入式(1)，确定橡胶绝缘的电导率σ₂；

设计XLPE绝缘和橡胶绝缘的运行工况表征参数x₁与x₂，其计算采用公式(5)和(6)。

利用式(7)，分别对XLPE绝缘的场强畸变系数k₁和运行工况表征参数x₁、橡胶绝缘的场强畸变系数k₂和运行工况表征参数x₂之间的对应关系进行拟合；

式中，x——XLPE绝缘或橡胶绝缘的运行工况表征参数；

y——通过公式(7)计算的XLPE绝缘或橡胶绝缘的场强畸变系数；

步骤3：确定接头的相关参数

1)确定接头的尺寸参数

确定导体半径r_j1、导体屏蔽半径r_j2、直流电缆主绝缘半径r_j3、接头增强绝缘半径r_j4、接头外径r_j5，单位均为mm；

2)确定接头中直流电缆主绝缘与接头增强绝缘材料的特性参数

首先，确定直流电缆主绝缘与接头增强绝缘材料的电导率随温度及场强变化关系式(1)中的参数A、

B；

其次，确定直流电缆主绝缘与接头增强绝缘材料的相对介电常数，分别记为ε_j1和ε_j2；

步骤4：确定在不考虑空间电荷效应情况下，接头中的直流稳态场强

采用有限元仿真软件，通过数值计算确定接头中任意位置r_j处的直流稳态场强E₀(r_j)；

步骤5：确定接头中直流电缆主绝缘与接头增强绝缘的运行工况表征参数

在接头中的任意位置r_j处，以接头上外加直流电压和该位置对应绝缘厚度的比值，确定绝缘平均场强E_jav；

利用有限元仿真软件，计算确定接头中任意位置r_j处绝缘交界面上直流电缆主绝缘侧与接头增强绝缘侧的场强E_j1与E_j2，以及温度T_j1与T_j2；

将直流电缆主绝缘的场强E_j1和温度T_j1代入式(1)，确定其电导率σ_j1；将接头增强绝缘的场强E_j2和温度T_j2代入式(1)，确定其电导率σ_j2；

将接头相关数据代入公式(5)和(6)中，确定直流电缆主绝缘及接头增强绝缘的运行工况表征参数，分别记为x_j1与x_j2；

步骤6：确定接头绝缘的实际场强

将x_j1与x_j2分别代入式(7)，确定接头中任意位置r_j处电缆主绝缘或接头增强绝缘的场强畸变系数y(r_j)，记为y_j1与y_j2；

则在直流电压下，接头中任意位置r_j处的实际场强E(r_j)利用式(8)确定；

E(r_j)＝E₀(r_j)×y(r_j) (8)。

2.根据权利要求1所述的利用同轴简化模型准确评估直流电缆接头实际场强的方法，其特征在于：所述橡胶绝缘根据实际接头材料，采用硅橡胶或乙丙橡胶。

3.根据权利要求1所述的利用同轴简化模型准确评估直流电缆接头实际场强的方法，其特征在于：导体材料选用铜或铝，设计为空心圆筒或实心圆棒。

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