随着我国新能源产业的高速发展,采用高温固体电制热储热装置参与新能源消纳既能消纳多余的新能源发电,突破“三弃”困境,又能替代燃煤锅炉直接用新能源发电进行供暖,有效减少温室气体排放。因此,研究高温固体电制热储热装置穿墙套管的绝缘、隔热原理,设计高温绝缘性能更高、安全性更好的高温固体电制热储热装置穿墙套管,对进一步提高高温固体电制热储热装置的电压等级、储热容量和对风能等新能源的消纳能力具有重要意义。高温固体电制热储热装置穿墙套管技术较新,套管使用环境恶劣,虽然国内已有用于商用的设计方案,但现有的高温固体电制热储热装置穿墙套管绝缘结构简单、型式单一,适用的电压等级较低。因此,本文将以能耐受66 kV以上高电压和800℃以上高温的高温固体电制热储热装置穿墙套管为设计研究对象,开展绝缘、隔热的设计理论研究和结构设计,并通过温度场、力场和电场的多物理耦合场仿真分析高温固体电制热储热装置穿墙套管的高温绝缘特性。本文设计了一种新型高温固体电制热储热装置穿墙套管,并根据其使用环境重点研究套管绝缘和隔热结构的设计原理和计算方法。绝缘结构设计使用干式电容结构提升绝缘性能,采用等电容设计法计算绝缘参数;隔热结构设计方面使用真空层和阻热环实现隔热,采用RC热网络计算隔热结构参数。在完成套管设计计算的基础上,根据套管设计原则,提出套管的绝缘、隔热分析参数,通过COMSOL有限元计算,验证所设计套管的安全性,并根据仿真结果进行多物理场分析,研究温度分布、形变和相对介电常数对套管高温绝缘性能的影响。通过算例与仿真分析,证明本文设计高温固体电制热储热装置穿墙套管的结构合理、有效,通过高温绝缘特性分析,提出套管结构的优化方向,可以为同类产品的设计和优化提供依据。