与传统架空输电线路相比,电力电缆能满足复杂的应用环境,实现更远的输电距离,大幅度节省城市土地资源,因而在现代电网中得到广泛应用。现有关于电缆及其接头温度的研究大多按照基波情况考虑,均未定量分析谐波对其影响。分布式能源与非线性负载的大量接入使得电缆线路中的谐波问题日益严重,谐波会使电缆及接头产生附加损耗,进而导致温度升高,加速老化甚至发生烧毁故障,谐波对其影响不容忽视。因此,研究谐波问题对电缆及其接头的影响机理,确定其温度场分布,对合理评估谐波环境下的电缆线路载流能力,及时优化电缆运行状况,提高电网安全稳定运行具有现实意义。本文为深入研究谐波对电缆及其接头的影响,开展了以下研究:1、建立了电缆谐波阻抗模型,并基于谐波阻抗模型分析了电缆引起的谐振现象;2、为解决传统方法IEC-60287标准的一维等值热路模型不能准确计算谐波环境下的电缆及其接头温度的问题,提出了谐波环境下考虑材料电磁参数温度特性的电磁-热耦合迭代计算方法,为定量分析谐波对电缆及其接头的损耗及温度影响提供理论基础;3、为定量分析谐波对电缆本体的影响,建立了10kV三芯电缆与110kV单芯电缆谐波环境下的二维电磁-热耦合仿真模型;在其电磁-热耦合模型的基础上,提出了不同负荷电流下电缆温度的变化关系,探讨了谐波干扰对电缆本体的影响规律,得出了电缆交流电阻、损耗及温度与谐波次数、谐波含量的定量关系;4、电缆接头结构复杂,是线路的薄弱环节。为定量分析谐波对电缆接头的影响,建立了110kV预制式直通接头在谐波环境下的三维电磁-热耦合仿真模型,分析了接头接触电阻对接头温度分布的影响,并对比分析了接头与本体在基波环境与基波叠加谐波环境下的温度分布特性,进一步为确定全线路载流能力提供理论依据。5、为验证谐波环境下电磁-热耦合法计算电缆温度的有效性,搭建了谐波环境下的电缆温升实验系统,以低压电缆为研究对象开展了谐波环境下的电缆温升试验,并与数值仿真结果进行对比,证明了谐波环境下电磁-热耦合仿真建模方法的有效性。本文研究成果可供电力调度及运行维护部门评估谐波环境下电缆运行状况提供参考。