电缆中间接头在电力输送中起着衔接、过渡的作用,是保证电力系统安全可靠运行的重要组成部分。但是电缆中间接头对敷设水平要求较高,在施工过程中受安装工艺、周围环境以及外力破坏等因素的影响,可能导致中间接头与电缆本体的复合界面处出现导电杂质、划痕、水分等缺陷。在中间接头投入运行后,缺陷部位会出现电场畸变现象,长期运行可能会引发局部放电,甚至造成接头击穿,严重影响电力系统的安全运行。因此,研究电缆中间接头电场分布情况及界面缺陷对电场分布的影响规律,对揭示接头电气强度下降乃至失效的真正原因具有重要意义。本文使用COMSOL Multiphysics仿真软件,建立10 k V电缆中间接头宏观模型以及二维RVE细观模型,研究了导电杂质、划痕和水分等典型界面缺陷以及不同扩径率对电缆中间接头电场分布的影响,同时制备了界面分别存在3种缺陷的XLPE/硅橡胶复合试样,并进行击穿场强测试,验证了仿真与实验结果的一致性。仿真试验结果表明:3种缺陷均会导致复合界面缺陷处发生明显的电场畸变,绝缘老化会造成界面处电场强度增大,同时加大缺陷对电场分布的影响。水树枝引发后末端电场畸变严重,随着水树枝的生长发展,树枝之间相互靠近的区域电场强度减小,但局部电场集中现象依然存在。电缆中间接头扩径后对应力锥端部影响最大,扩径率越大,端部附近应力和电场集中越明显。在拉伸状态下,横向排列的炭黑颗粒间会产生“应力集中带”且出现明显的“分层”现象,拉伸程度过大会导致炭黑颗粒与基体界面出现脱粘损伤。扩径率的增大使得纵向排列的炭黑颗粒间距减小,彼此靠近的颗粒将连成导电通道,但同时横向排列的颗粒间距有所增大,颗粒越过势垒而发生电子跃迁变得困难,两方面共同改变了应力锥的导电网络,从而影响其导电性能。击穿试验结果表明:XLPE/硅橡胶复合试样的击穿场强低于未复合的XLPE和硅橡胶试样。当复合界面存在3种缺陷时,试样均具有击穿场强明显减小,同时分散性增大的规律,其中导电杂质试样的变化幅度大于存在其它两种缺陷的试样。老化后与老化前相比,除界面存在水分缺陷的试样外,其它各试样的击穿场强均有所降低、分散性有所增大,但变化幅度较小;而界面存在水分缺陷的试样老化后的击穿场强有所增大,但未超过无缺陷试样,同时数据分散性减小,但依然大于无缺陷试样。以上结果均验证了仿真试验的正确性。