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基于修正分数Poynting-Thomson模型的高压XLPE海缆绝缘评估
1
作者
张涛
时光蕤
+2 位作者
张楠
杜安琪
吴倩
《电机与控制学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第4期61-71,共11页
为利用频域介电谱准确评估高压交联聚乙烯(XLPE)海缆的绝缘状态,建立考虑直流电导率的修正分数Poynting-Thomson模型(分数P-T模型)以解析高压XLPE海缆的介电特性。首先,通过加速老化试验制备不同老化程度的高压XLPE海缆试样,并测得各组...
为利用频域介电谱准确评估高压交联聚乙烯(XLPE)海缆的绝缘状态,建立考虑直流电导率的修正分数Poynting-Thomson模型(分数P-T模型)以解析高压XLPE海缆的介电特性。首先,通过加速老化试验制备不同老化程度的高压XLPE海缆试样,并测得各组老化试样的力学、理化和介电数据。然后,应用修正分数P-T模型对实测介电曲线进行拟合,对比修正前后分数P-T模型表征实测介电曲线的效果。最后,通过仿真探究模型参数对介电曲线的影响规律,构建模型参数与绝缘程度之间的联系,将提出的老化特征参数与断裂伸长率(EAB)进行量化研究。研究结果表明,修正分数P-T模型能够准确拟合出不同老化程度高压XLPE海缆试样的介电曲线,提出的老化特征参数α、ε_(a)、ε_(b)和σ_(dc)可实现对高压XLPE海缆绝缘状态的量化评估。
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关键词
高压交联聚乙烯海缆
热老化
频域介电谱
分数Poynting-Thomson模型
老化特征参数
老化评估
下载PDF
职称材料
考虑电导损耗对高压XLPE海缆低频介电特性的影响
2
作者
张涛
时光蕤
+2 位作者
范希评
张宁
吴倩
《绝缘材料》
CAS
北大核心
2023年第12期9-16,共8页
随着海上风电的快速发展,高压XLPE海缆在海洋输电系统中承担着传输电能的重任。为了研究热氧老化对高压XLPE海缆频域介电特性的影响,本文在135℃下对XLPE试样进行加速老化试验,分别对不同老化程度的高压海缆XLPE试样进行频域介电特性测...
随着海上风电的快速发展,高压XLPE海缆在海洋输电系统中承担着传输电能的重任。为了研究热氧老化对高压XLPE海缆频域介电特性的影响,本文在135℃下对XLPE试样进行加速老化试验,分别对不同老化程度的高压海缆XLPE试样进行频域介电特性测试。在分析实测试样介电特性时,发现有大量电导损耗和极化损耗相互叠加于中低频域内,影响了应用频域介电特性评估高压XLPE海缆绝缘老化状态的准确性。针对这一问题,本文推导出分离介电响应数据中电导损耗和极化损耗的方法。最后探究电导损耗对模型参数辨识精度的影响,并提出表征老化程度的特征参数。结果表明:高压XLPE海缆的频域介电曲线随着老化程度加深而向高频方向移动,且低频段内弥散现象越发明显;将复介电常数虚部中的电导损耗去除后能够提高Havriliak-Negami(H-N)模型参数辨识的精度;提取的特征参数弛豫强度?ε和高频介电常数ε∞能够表征高压海缆XLPE绝缘的老化状态,可实现高压XLPE海缆绝缘老化的评估。
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关键词
高压XLPE海缆
频域介电谱
电导损耗
老化评估
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职称材料
送电区段内典型敷设方式下海缆载流量模型分析
3
作者
吴倩
张涛
+2 位作者
冉华军
江世杰
时光蕤
《绝缘材料》
CAS
北大核心
2023年第12期111-121,共11页
海上送电线路中不同段敷设方式的差异性会对海缆载流量造成较大影响,因此从送电区段角度出发研究段内典型敷设方式下的载流量具有重要意义。本文建立了±160 kV直流输电工程送出海缆线路中登陆段、海底段的海缆电-热-流耦合模型,基...
海上送电线路中不同段敷设方式的差异性会对海缆载流量造成较大影响,因此从送电区段角度出发研究段内典型敷设方式下的载流量具有重要意义。本文建立了±160 kV直流输电工程送出海缆线路中登陆段、海底段的海缆电-热-流耦合模型,基于有限元用控制变量法研究了登陆段中海缆敷设于电缆沟底部和角钢支架、海底段中铺设和直埋4种典型敷设方式下的空气域尺寸、角钢支架放置位置、海水温度和流速及土壤温度对海缆稳态载流量的影响。结果表明:海缆敷设于电缆沟底部时受空气域尺寸的影响较大,增大对流散热面积可有效提高海缆稳态载流量;计算敷设于角钢支架上的海缆载流量要考虑到支架与沟内壁形成的半封闭区域,埋设于深度浅的支架时海缆的温度更低,载流量更大;在海底段,铺设时海缆温度跟随海水温度的升降发生同向变化,与海水流速增减趋势相反;土壤温度的升高造成埋设海缆载流量降低;登陆段为载流量计算的瓶颈段,电缆沟底部敷设可采用充水电缆沟有效提升载流量;敷设在支架上时加装冷却水管可使其载流量达到工程要求。
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关键词
不同送电区段
海缆
稳态载流量
有限元法
瓶颈载流量提升
充水电缆沟
冷却水管
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职称材料
题名
基于修正分数Poynting-Thomson模型的高压XLPE海缆绝缘评估
1
作者
张涛
时光蕤
张楠
杜安琪
吴倩
机构
三峡大学湖北省输电线路工程技术研究中心
华润新能源投资有限公司安徽分公司
国网湖北省电力有限公司直流公司
出处
《电机与控制学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第4期61-71,共11页
基金
国家自然科学基金(51577105)。
文摘
为利用频域介电谱准确评估高压交联聚乙烯(XLPE)海缆的绝缘状态,建立考虑直流电导率的修正分数Poynting-Thomson模型(分数P-T模型)以解析高压XLPE海缆的介电特性。首先,通过加速老化试验制备不同老化程度的高压XLPE海缆试样,并测得各组老化试样的力学、理化和介电数据。然后,应用修正分数P-T模型对实测介电曲线进行拟合,对比修正前后分数P-T模型表征实测介电曲线的效果。最后,通过仿真探究模型参数对介电曲线的影响规律,构建模型参数与绝缘程度之间的联系,将提出的老化特征参数与断裂伸长率(EAB)进行量化研究。研究结果表明,修正分数P-T模型能够准确拟合出不同老化程度高压XLPE海缆试样的介电曲线,提出的老化特征参数α、ε_(a)、ε_(b)和σ_(dc)可实现对高压XLPE海缆绝缘状态的量化评估。
关键词
高压交联聚乙烯海缆
热老化
频域介电谱
分数Poynting-Thomson模型
老化特征参数
老化评估
Keywords
high-voltage cross-linked polyethylene submarine cable
thermal aging
frequency domain di-electric spectra
fractional Poynting-Thomson model
aging characteristic parameter
aging assessment
分类号
TM855 [电气工程—高电压与绝缘技术]
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职称材料
题名
考虑电导损耗对高压XLPE海缆低频介电特性的影响
2
作者
张涛
时光蕤
范希评
张宁
吴倩
机构
三峡大学湖北省输电线路工程技术研究中心
国网河南省电力有限公司商丘供电公司
出处
《绝缘材料》
CAS
北大核心
2023年第12期9-16,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51577105)。
文摘
随着海上风电的快速发展,高压XLPE海缆在海洋输电系统中承担着传输电能的重任。为了研究热氧老化对高压XLPE海缆频域介电特性的影响,本文在135℃下对XLPE试样进行加速老化试验,分别对不同老化程度的高压海缆XLPE试样进行频域介电特性测试。在分析实测试样介电特性时,发现有大量电导损耗和极化损耗相互叠加于中低频域内,影响了应用频域介电特性评估高压XLPE海缆绝缘老化状态的准确性。针对这一问题,本文推导出分离介电响应数据中电导损耗和极化损耗的方法。最后探究电导损耗对模型参数辨识精度的影响,并提出表征老化程度的特征参数。结果表明:高压XLPE海缆的频域介电曲线随着老化程度加深而向高频方向移动,且低频段内弥散现象越发明显;将复介电常数虚部中的电导损耗去除后能够提高Havriliak-Negami(H-N)模型参数辨识的精度;提取的特征参数弛豫强度?ε和高频介电常数ε∞能够表征高压海缆XLPE绝缘的老化状态,可实现高压XLPE海缆绝缘老化的评估。
关键词
高压XLPE海缆
频域介电谱
电导损耗
老化评估
Keywords
high-voltage XLPE submarine cable
frequency domain dielectric spectra
conductance loss
ageing assessment
分类号
TM215 [一般工业技术—材料科学与工程]
TM247 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
送电区段内典型敷设方式下海缆载流量模型分析
3
作者
吴倩
张涛
冉华军
江世杰
时光蕤
机构
三峡大学湖北省输电线路工程技术研究中心
国网浙江省电力有限公司建德供电公司
出处
《绝缘材料》
CAS
北大核心
2023年第12期111-121,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(51577105)。
文摘
海上送电线路中不同段敷设方式的差异性会对海缆载流量造成较大影响,因此从送电区段角度出发研究段内典型敷设方式下的载流量具有重要意义。本文建立了±160 kV直流输电工程送出海缆线路中登陆段、海底段的海缆电-热-流耦合模型,基于有限元用控制变量法研究了登陆段中海缆敷设于电缆沟底部和角钢支架、海底段中铺设和直埋4种典型敷设方式下的空气域尺寸、角钢支架放置位置、海水温度和流速及土壤温度对海缆稳态载流量的影响。结果表明:海缆敷设于电缆沟底部时受空气域尺寸的影响较大,增大对流散热面积可有效提高海缆稳态载流量;计算敷设于角钢支架上的海缆载流量要考虑到支架与沟内壁形成的半封闭区域,埋设于深度浅的支架时海缆的温度更低,载流量更大;在海底段,铺设时海缆温度跟随海水温度的升降发生同向变化,与海水流速增减趋势相反;土壤温度的升高造成埋设海缆载流量降低;登陆段为载流量计算的瓶颈段,电缆沟底部敷设可采用充水电缆沟有效提升载流量;敷设在支架上时加装冷却水管可使其载流量达到工程要求。
关键词
不同送电区段
海缆
稳态载流量
有限元法
瓶颈载流量提升
充水电缆沟
冷却水管
Keywords
different transmission sections
submarine cable
steady ampacity
finite element method
ampacity boost
water-filled cable trench
cooling water pipe
分类号
TM247 [一般工业技术—材料科学与工程]
TM216 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
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作者
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被引量
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1
基于修正分数Poynting-Thomson模型的高压XLPE海缆绝缘评估
张涛
时光蕤
张楠
杜安琪
吴倩
《电机与控制学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
考虑电导损耗对高压XLPE海缆低频介电特性的影响
张涛
时光蕤
范希评
张宁
吴倩
《绝缘材料》
CAS
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
3
送电区段内典型敷设方式下海缆载流量模型分析
吴倩
张涛
冉华军
江世杰
时光蕤
《绝缘材料》
CAS
北大核心
2023
0
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职称材料
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