PWP法柔性直流电缆空间电荷特性研究

为探究柔性直流电缆的空间电荷特性,采用压力波(PWP)法模型电缆空间电荷测试系统,研究了30 k V柔性直流电缆在电场为-10、-15和-20 k V/mm,导体温度为30、50和70℃,以及在电场13.9 k V/mm下热循环过程中的空间电荷分布。结果表明:在试验外加电场下,当电缆导体温度为30℃时,电缆绝缘层中几乎没有空间电荷积聚;当导体温度升高到50℃和70℃时,绝缘层两侧出现异极性空间电荷积聚,空间电荷密度随着导体温度和电场的升高而增大,且绝缘层外侧的空间电荷积累量大于绝缘层内侧;在电场为13.9 k V/mm的热循环过程中,柔直电缆绝缘层在加热阶段积聚的空间电荷在降温阶段不易消散。

1600mm^2不分割复合绞式铝合金电缆导体研制

本文阐述了用于生产铝合金电缆的1600mm2不分割复合绞式铝合金电缆导体的研制过程。首先制定了试制方案,结合导体工艺技术难度及南瑞银龙电缆的现有设备特点,选择了内层400mm2圆形单线紧压+外层1200mm2型线紧压的结构方式,设计了导体结构,并制定了导体试制工艺,最终试验测试结果表明研制的1600mm2的导体完全满足设计性能要求。

交流500 kV交联聚乙烯绝缘海缆设计关键问题

为实现世界首条500 kV交联聚乙烯海缆的研制,对海缆交流电阻设计、绝缘缓冲层的选择、软接头电场设计等关键问题进行了分析,分析结果表明:海缆敷设后各相距离较远,临近效应对海缆交流电阻的影响可以忽略;通过绝缘线芯的热膨胀试验可以确定绝缘缓冲层的厚度;控制软接头恢复绝缘与本体绝缘之间交界面电场是对海缆软接头进行电场设计的关键;基于海缆金属护套、铠装层上的感应电压计算是进行确定中间接地位置的重要基础。

柔性直流电缆附件应力锥设计研究

应力锥结构设计是柔性直流电缆附件开发的重点和难点,目前还没有柔性直流电缆附件应力锥电场的系统研究及相关设计理论。本文通过试验研究了柔性直流电缆绝缘交联聚乙烯(XLPE)和附件应力锥绝缘三元乙丙橡胶(EPDM)材料的电阻率与温度和电场强度的关系。结果表明:电阻率与温度和场强分别呈e指数及幂指数关系,且随这两个参数的增大而减小。基于热路方程,计算了柔性直流电缆绝缘和应力锥绝缘组成的双层介质的温度分布,进一步利用欧姆定律及绝缘材料的电阻率表达式,得到了双层绝缘介质中的电场分布。根据应力锥曲线上任意点的总电场方向垂直于切线方向的特点,利用应力锥绝缘电场表达式及数值求解方法,提出了应力锥曲线设计方法。最后,以±320 kV柔性直流电缆终端为例,根据现有相关参数,得到了具体的应力锥曲线形状。

双层绝缘介质空间电荷信号研究

本研究提出了双层绝缘介质界面空间电荷信号产生的物理模型,认为界面空间电荷和两种绝缘介质介电常数的差异引起了界面空间电荷信号电流。提出了依据压力波方向与电场方向的一致性来判断界面信号电流极性的方法,通过实验进行了验证。并研究了低电场下界面空间电荷信号与外加电场的关系。结果表明:界面空间电荷信号随外加电场强度的增加而线性增大。在双层绝缘介质的测量信号中减去由界面介电常数的变化引起的信号即可得到界面真实的空间电荷信号。

高压直流电缆中空间电荷的抑制机理及改善研究

相较于高压交流电缆绝缘失效,高压直流电缆绝缘失效受空间电荷的影响更为显著。介绍了空间电荷纳米粒子改性、接枝特殊官能团改性和共混改性等三种抑制机理,并由此综述了三种抑制机理对应的改善措施。分析表明纳米粒子改性和接枝特殊官能团改性在改善绝缘材料空间电荷方面要优于共混改性。纳米粒子改性和接枝特殊官能团改性方法,都可以形成深陷阱,限制空间电荷的移动,但必须对纳米粒子的分散性和特殊官能团接枝率进行优化控制。