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目前常用的有限元分析软件有COMSOLMul-tiphysics、ANSYS、SciFEA以及FEPG等。本文采用COMSOL Multiphysic软件对高压直流电缆进行有限元分析计算，并将得到的结果导入MATLAB中进行数据分析。由于直流下绝缘材料的性质由电气与热性能共同决定，因此进行有限元分析时要同时建立电场与热场模型，并进行电热耦合分析。在研究直流电缆缺陷影响过程中，前人的大部分研究是通过二维模型分析得到的。本文采用的绝缘层材料为交联聚乙烯材料(XLPE)。图给出了有限元分析模型。Ｒi和Ｒo分别为绝缘层的内径和外径，Ｒc为缺陷的半径，Ｒx为缺陷中心到导体中心的距离。

二维模型的优点在于仿真时间短，占用内存相对低。但是，二维模型中被分析的电缆长度默认为无穷大，并且图2中的二维模型所对应的实际缺陷是圆柱形的缺陷，即缺陷的中心平行于电缆中心，缺陷的长度与电缆长度相等。这与实际有限元分析的假设不符。在现实中也几乎是不存在的。因此，二维模型最大的缺点在于无法准确反映实际情况。

   相对而言，三维模型仿真分析虽然耗时较长，且占用内存大，但由于其实际反映实际情况，因此可以有效解决缺陷仿真分析问题。对于三维模型，认为图2表示的模型是穿过球体缺陷中心的电缆横截面。与二维模型不同，这里的缺陷是球体形状缺陷。本文将对二维和三维有限元建模仿真结果将进行比较，所施加的条件除电缆长度设置外完全相同。