10kV配网电力电缆是目前城市配网输电线路中的主流,但由于电缆附件接头运行环境复杂恶劣、安装施工工艺水平参差不齐等原因易产生缺陷,进而导致电缆事故频发。为了有效预判电缆接头运行状况,避免缺陷引发事故,本文采用对电缆接头进行多物理场分析并根据分析结果评估电缆接头危险等级。本文基于有限元法对电缆接头系统进行建模与多物理场仿真计算,并通过10kV XLPE配网电缆多物理场测量实验验证仿真计算结果。根据仿真和实验所得结果,提出一种电缆绝缘层内部缺陷状态计算方法以评估电缆接头系统所处状态的危险程度。本文的主要工作内容包括:为了配合实验建立更高效的电缆接头物理模型,本文深入理解10kV XLPE配网电缆及其中间接头应力与绝缘结构,并建立电缆接头无损模型。同时对电缆接头的事故机理和缺陷进行分析,并选取三种典型缺陷,建立缺陷物理模型,同时在实际电缆上制作相应尺寸和类型的缺陷,为实验进行准备工作。研究电缆接头中电热力三场相互的作用形式和仿真计算的流程。分别研究电缆接头电场、温度场和应力场的数学模型和边界条件,包括在有限元分析软件中对物理模型有限元参数的设置。最后,对电缆接头进行多物理场仿真计算分析,首先计算各模型电场强度的分布情况,在电-热仿真计算中的热损耗作为载荷加载到温度场分析模块中计算整体系统的温度分布,再讲热-力仿真计算中温度分布作为载荷加载到应力场分析模块中计算绝缘界面间的应力分布情况。开展10kV XLPE配网电缆接头系统的多物理场测量实验研究以验证仿真计算结果的正确性。首先,搭建了配网电缆实验平台并自制适用于力场测量的绝缘层界面压力测量装置,完成多物理场测绘模块的安装与校准;按照实验步骤进行多物理场测绘实验,并且将电场测量实验和温度场测量实验中所测得的数据绘制折线图与仿真计算所得折线图进行对比,将界面压力测量结果与应力场分析中的界面压力数值进行对比,验证仿真计算结果的正确性。提出一种表征电缆接头内部缺陷状态的计算方法。首先提出一种表征缺陷处电阻与相同长度的电缆XLPE绝缘层电阻之比的危险系数,基于热载荷计算出本文各模型所对应的危险系数值;其次,基于温度特性分析,用表面温度差法表征该危险系数;最后,通过该危险系数与电缆实时电流计算电缆绝缘层内部缺陷所处的状态。