电缆进入变电站夹层穿墙时,多采用外套金属管道。由于交变磁场的作用,套管中将感应出电流(涡流),导致套管发热,由此产生的热量会传导至电缆外护层及绝缘层,加速电缆外护层及绝缘层的老化,甚至引起电缆故障。本文首先分析了套管中涡流损耗的产生原理并基于麦克斯韦方程组推导了其表达式,并理论推导了采用开缝的方式可以降低涡流损耗的基本原理,并理论分析了不同因素对穿墙套管涡流损耗的影响规律,并总结得到影响涡流损耗的主要因素是电缆载流量和磁导率。然后利用COMSOL Multiphysics仿真分析了不同工况下电缆及其套管的温度分布和影响因素。研究结果表明,导致套管温升的涡流损耗主要受套管中磁通密度和套管材料磁导率的影响。在套管上开缝可降低套管的等效磁导率,从而减小涡流损耗及温升。仿真研究了开缝大小与温升的关系,获得了最优的开缝宽度。基于理论分析与三维多物理场仿真结果,总结出影响金属套管温度的主要因素及其影响规律,提出了计算金属套管温度的公式。该公式全面考虑了电缆及金属套管的材料特性、电缆载流量、环境温度、套管开槽尺寸对套管温度的影响,从而解决了金属穿墙套管温度场影响因素多、计算复杂、开槽尺寸设计没有依据的问题,为准确评估金属套管温升及优化开槽尺寸提供了技术手段。最后通过现场实验获取不同电压等级下,金属穿墙套管的温度特性。并将实验获得的数据与仿真结果和穿墙套管温度场公式计算结果进行比较,验证仿真的正确性。