27.5 kV电缆金属护层接地优化方案研究

基于电磁暂态分析软件PSCAD/EMTDC搭建电气化铁路27.5k V电缆长回路分布参数和接地回流系统模型,并对模型进行理论验证。结合工程中电缆金属护层常用的3种接地回流方案,系统研究了短路容量、短路位置、接地回流方案对电缆金属护层感应电影响规律;围绕电缆发生短路故障时非故障段发生护层保护器动作问题,对并联护层保护器和提高护层保护器额定电压两种方案可行性进行研究,最终提出了护层保护器参数调整建议及电缆接地回流优化方案。研究结果可为类似工程提供参考。

基于金属护层环流的高压电缆外护套绝缘电阻在线监测方法

高压电缆外护套的绝缘电阻是衡量高压电缆绝缘状态的重要参数,本文提出了一种基于金属护层环流的在线监测方法,以评估高压电缆外护套的绝缘电阻,从而实现高压电缆绝缘状态的实时监测。该方法分析了金属护层环流形成及其与外护套绝缘电阻之间的关系,推导出计算模型,并对单端接地和交叉互联接地的高压电缆开展了在线监测方法的现场应用。结果表明:所提出的在线监测方法与离线测量方法的误差在20%以内,且该方法对交叉互联接地高压电缆中间段的测量效果明显好于两边电缆段,对于高压电缆的状态监测和金属护层故障定位具有重要意义。

地下配电电缆增容中的电缆金属护层接地方式研究

电缆金属护层接地是地下配电电缆增容改造工程中必不可少的一个环节,对此,文章对地下配电电缆增容中的电缆金属护层接地方式展开研究,参考国际规范计算不同电缆敷设形式的线缆金属护套的感应电位,对不同的接地模式进行评估,选取交叉互联接地模式,并在其另一端的金属护套上附加一个保护器,实现地下配电电缆增容的电缆金属护层接地。实验证明,地下配电电缆载流量提升率得到了有效提升,电缆可靠度也得到了有效提升,在地下配电电缆增容和电缆金属护层接地领域具有良好的应用前景。

单芯电力电缆金属护层过电压保护器参数设计

针对高压单芯电力电缆金属护层接地方式和金属护层过电压导致电力电缆线路载流量急剧下降,甚至发生运行故障,而目前国内外还没有如何合理选取单芯电力电缆金属护层过电压保护器参数相关标准或规程的现状,依据GB50217《电力工程电缆设计规范》、DL/T401《高压电缆选用导则》和DL/T5221《城市电力电缆线路设计技术规定》标准,结合大量现场运行经验和事故原因分析结果,采用理论计算和试验验证相结合的研究方法,探讨了单芯电力电缆金属护层过电压保护器参数的优化设计。理论计算和试验验证结果表明:设计的电缆金属护层保护器的8/20μs标称放电电流和标称放电电流下的残压等电性参数符合相关标准的技术要求,能够满足单芯电力电缆线路金属套过电压保护和保护接地持续安全可靠运行的实际需要。

计及金属护层结构的电缆单端故障测距方法

单芯电缆大部分故障均与金属护层相关,仅考虑导芯电气结构参数的模型无法实现护层的相关故障测距。基于双π模型,提出了计及电缆金属护层的单端故障测距方法。利用导芯及护层首端电气量得到线路沿线的电流值,根据非故障相对应故障点处前后电流故障分量相等的特征,可迭代搜索得到故障距离。该方法只需利用导芯及护层首端故障分量的相量值,能够实现护层对地故障、芯–护层故障以及芯–护层对地故障的准确测距。大量仿真结果表明,该方法测距精度高,且不受故障距离、故障类型、故障电阻、故障初相角以及电缆护层接地方式的影响。

考虑金属护层耦合的高压电缆单相接地故障定位方法

针对电缆导芯和金属护层之间存在电磁耦合影响故障定位准确精度的问题,提出一种考虑金属护层耦合的高压电缆故障定位方法。该方法通过双τ分布参数模型建立电缆导芯和金属护层耦合关系,利用首末端的电气量,进而确定电缆导芯分布电压的表达式。然后以首末端分别计算的故障点导芯电压瞬时值差值来构造定位判据,同时对不良数据进行有效剔除,采用混沌粒子群搜索法求解故障精确位置。利用PSCAD/EMTDC仿真模型所得数据进行计算,结果表明在不同故障距离、故障电阻下所提故障定位算法都具有较高的精度。

高速铁路27.5kV电缆金属护层的雷击感应电压

在建立并验证高速铁路27.5kV电缆分布式参数等效模型的基础上,采用MATLAB软件仿真研究接触网避雷器经接地电阻接地、避雷器故障导致绝缘子发生雷击闪络2种工况下,雷电流波经接触网入侵电缆线芯导体时接地电阻和土壤电阻率对电缆金属护层雷击感应电压的影响,以及电缆长度、雷电流波陡度对电缆金属护层雷击感应电压的影响。结果表明:电缆金属护层的雷击感应电压最大值随避雷器接地电阻的增加而增加,呈线性关系,当接地电阻增加到10Ω时,入侵电缆线芯的雷电流最大值约为13kA,说明避雷器发挥的保护作用受限;避雷器故障导致绝缘子发生雷击闪络时,如果土壤电阻率大于800Ω·m,电缆金属护层的雷击感应电压最大值超出外护套冲击耐受电压,可能导致击穿外护套;长度为500m的电缆其金属护层的雷击感应电压最大值最小;电缆金属护层的雷击感应电压最大值随着雷电流波陡度的增大而增大,但增长率逐渐下降。

高压电缆金属护层接地电流在线监测系统

本文从硬件结构和软件设计两方面介绍了高压电缆金属护层接地电流在线监测系统的组成及原理.系统综合应用了多种技术,实现了大电流及温度的采样、GPRS数据传输、SQL server数据存储、Web数据展示及阈值报警等功能.系统的成功研制为电力部门提供了全新的、高效的、稳定的、低成本的电缆金属护层接地电流监测方式,在电力系统中具有良好的推广前景.

电缆金属护层环流补偿装置设计

首先采用灵敏度方法以电缆稳态热路模型为基础,分析了降低护层环流的重要性。在此基础上,根据电磁感应基本定律,采用在护层接地回路串接电感装置的方式对护层环流进行补偿。结合具体工程实践,从电感铁芯尺寸、绕组导线选择等方面给出了装置设计的详细步骤与具体方法。并进一步指出:装置感应电压与护层感应电压的相位偏差随着护层分段的改变而改变,进而影响护层环流的补偿效果。分析装置本身感应电压的气隙特性和匝数特性得出:感应电压与气隙长度为非线性关系,与绕组匝数成线性增加关系。通过一组工程实践数据验证该装置补偿方式的准确性和可行性。

电力电缆金属护层环流在线监测装置的应用

适合主网XLPE电力电缆的金属护层环流在线监测装置,利用非接触或感应装置取电,实现金属护层电流数据的实时监测,通过数据分析和预警,预防电力电缆事故的发生,延长电力电缆的使用寿命,确保电力电缆安全稳定运行。

35kV电缆-架空线金属护层电流初始行波特性研究

针对变电站35kV电缆-架空线出线不同位置发生单相接地故障时,对不同线路金属护层电流初始行波特性进行研究.利用PSCAD、MATLAB仿真软件进行仿真分析,结果表明小电流接地系统单相接地故障发生在电缆位置或者架空线位置时,无论是单芯电缆还是三芯电缆它们的金属护层电流初始行波极性会有明显的区别,对小电流接地系统单相接地故障选线有一定的参考价值.

海底电力电缆金属护层及铠装返流效果研究及应用

通过建立海底电缆芯线、护层及铠装的电流分布方程,分析了正常运行情况下,接地方式、接地电阻、铠装材质对护层、铠装的返流效果的影响。计算结果表明,海底电力电缆的返流性能与其两端的接地状态密切相关。在平行距离较近、长度较长的情况下,海底电力电缆对临近信号电缆的磁感应影响不可忽略。

高压XLPE绝缘电力电缆缓冲层与金属护层结构设计仿真计算与优化

针对近年来电力系统运行的XLPE绝缘高压电缆因缓冲层发生的故障与隐患增多,就缓冲层、金属护层对电缆的作用,通过测量缓冲层等材料的相关参数,运用有限元(Ansys)软件仿真计算了高压电缆的电场分布,分析了不同优化条件下缓冲层结构的影响,提出了高压电缆缓冲层与金属护层结构设计优化建议。

光缆中金属加强芯与金属护层的综合利用

分析了目前在光缆线路施工中金属加强芯和金属护层的处理方法及存在的缺陷,提出了一种综合利用光缆金属加强芯和金属护层的新方法,并研制了一种灵活、经济、操作方便的多功能线路转换装置。论述了在现有光缆结构的条件下,利用光缆的金属加强芯和金属护层,对光缆实现全方位、多层次维护的方法。

10kV电缆金属护层接地方式对故障暂态行波特性的影响

分析了变电站10kV电缆出线发生单相接地故障时,电缆金属护层不同接地方式对故障暂态特性的影响.重点分析对比了暂态电流波初始极性,并利用PSCAD仿真软件进行仿真,利用MATLAB对所获取的波形进行处理比较.大量的仿真结果表明,不同金属屏蔽层接地方式下发生单相接地故障时,故障暂态特性会有所区别,会对原有的故障特性产生影响.

动车组车顶高压电缆金属护层感应电压仿真与分析

高速动车组高压电缆金属护层在各车体同车顶单端连接是引起动车组升弓瞬间车体浪涌过电压的重要原因。为了掌握现有连接方式下此感应电压的特点,文中以CRH2型车为例,利用PSCAD/EMTDC软件建立包括接触网电源、高压电缆、车体及接地系统的等效模型。仿真研究升弓瞬间高压电缆金属护层感应电压传播过程,探究电缆长度、接触网电源等值参数及其电压相位对感应电压的影响。结果表明:升弓时电缆芯线电压可达60～70 kV,振荡持续时间在0.2 ms左右,振荡频率一般在60～80 kHz;金属护层感应电压幅值在不同车体之间沿电缆向前传播过程中逐渐减小;金属护层与车顶之间的电压差受电缆长度、接触网电源等值参数及其电压相位的影响较大。以上研究结果对合理设计高压电缆金属护层连接方式具有指导意义。

20kV单芯电缆金属护层接地方式的选择及设计

简要介绍了单芯电缆金属护层接地的各种方式,对BATA电网20 kV单芯电缆金属护层接地方式进行了简单分析并进行了接地设计,包括单芯电缆金属护层感应电压计算。BATA市位于赤道几内亚共和国大陆（木尼河地区）西北部,西临大西洋,市区面积约95 km2。BATA原有配电电网相当薄弱,在2010年后该市电网进行了大面积的改建及新建。经改造升级后,该市中压配电网电压等级为20 kV,配电线路均采用单芯电缆线路。

单芯电缆金属护层接地与电缆故障

通过对单芯电缆故障分析 ,阐述了金属护层接地环流对电缆的影响。经理论计算提出科学合理的接地方案 ,并对保护器的选择、单芯电缆设计安装要求进行了说明。

高铁馈线电缆金属护层环流影响因素仿真研究

针对馈线电缆屏蔽层和铠装层的不同接地方式,利用CDEGS仿真软件仿真了电缆线芯电流大小、电缆长度、电缆间距、电缆铠装层厚度以及电缆双端接地等因素对护层环流大小的影响,找出了护层环流的主要影响因素,并给出了减小护层环流的电缆选择与敷设建议。

考虑金属护层结构的电缆新型故障测距方法研究

单芯电力电缆的很多绝缘故障都和金属护层有关,只研究电缆导芯的简化结构模型不能进行护层相关故障的测距。基于分布参数模型,提出一种考虑电缆金属护层的新型故障测距方法。首先,使用分布参数理论分析计及金属护层的故障电缆等效分布参数电路,建立电压、电流方程;然后,通过边界条件求解电压、电流方程中的未知参数,得到故障点前、后的电压、电流值;最后,通过构建测距方程迭代搜索得到故障距离。该方法将复杂的相网络转化为相互独立的序列网络,使得该算法变得简单有效。大量仿真结果表明,该算法能实现护层相关故障(护层对地故障、芯—护层故障和芯—护层对地故障)的精确测距,测距误差基本不超过1.5%,且定位结果不受故障发生位置、故障类型以及过渡电阻的影响。