10 kV电缆中间接头受潮XLPE-SiR绝缘界面放电演化分析

10 kV电缆中间接头交联聚乙烯硅橡胶(XLPE-SiR)绝缘界面在受潮条件下的放电行为严重影响配电网的可靠性,鉴于对绝缘界面放电行为的发展和特征研究较少,分析在受潮条件下10 kV电缆中间接头XLPE-SiR绝缘界面的放电行为,从仿真和试验2个方面验证XLPE-SiR绝缘界面的击穿过程。结果表明:在水分的作用下,XLPE-SiR绝缘界面会出现局部放电,并逐步演变为电弧放电。放电会产生2个影响:一方面引起绝缘材料的热解,形成电痕;另一方面,放电产生的热量导致水蒸发,有效地阻止了绝缘界面处放电的继续。随后,在存在电痕的情况下,进一步研究XLPE-SiR绝缘界面的放电行为。结果表明,当XLPE-SiR绝缘界面存在电痕时,水分的存在会迅速导致绝缘界面击穿。10 kV电缆中间接头绝缘界面受潮直接决定了其绝缘界面放电—短路故障的发展过程,因此在实际电缆中间接头的生产及施工工艺中需要加强防水管控。

界面压力对35 kV电缆中间接头电场畸变的影响

为了研究不同界面压力对冷缩式电缆中间接头的交联聚乙烯/硅橡胶(XLPE/SR)绝缘复合界面电场畸变的影响,采用有限元仿真软件建立了35 kV冷缩电缆中间接头仿真模型,对复合界面无缺陷以及存在金属杂质、环向划痕、纵向划痕时的电-热-力场进行仿真计算。结果表明:界面压力对各条件下的接头变形及场强畸变存在不同程度的影响,含纵向划痕的接头变形更显著,缺陷处场强分布受界面压力的影响更明显。屏蔽管场强与界面压力成反比,含纵向划痕的接头应力锥场强与界面压力成正比,绝缘复合界面除缺陷部位外整体场强随界面压力增大而减小。

三芯电缆中间接头压接缺陷多物理场及温度梯度场分析

为解决传统电缆中间接头压接缺陷识别温度敏感性差、环境影响因素多、设备检测精度低等问题,提出了一种基于温度梯度矢量分析的电缆中间接头缺陷识别方法。通过对10 kV三芯电缆开展多场耦合计算,采用矢量分析方法获得了电缆中间接头的温度梯度场和热流密度分布矢量图,形成了电缆中间接头温度梯度场分布规律。结果表明:电缆中间接头表面温度梯度主要受x方向(电缆径向)温度梯度的影响;正常接头表面温度变化率不超过16.6%,其表面温度梯度变化率达49.8%;缺陷接头表面温度变化率不超过21.8%,其表面温度梯度变化率达57.8%,温度梯度场相较温度场有更高的检测灵敏度。开展电缆中间接头温度梯度场分析研究,对电缆接头致热型缺陷运维效率提升有积极意义。

电缆中间接头缺陷仿真与局部放电实验研究

由于电缆接头制作工艺的影响,中低压电缆的中间接头故障率较高。以10 kV XLPE电缆为对象,研究缺陷类型对电缆局部电场分布与局部放电特性的影响。通过构建电场分析的仿真模型,搭建局部放电实验平台,研究不同的电缆接头制作缺陷对电缆接头局部电场畸变的影响,对实验试样进行局部放电实验。结果表明,电缆接头制作过程中不同类型的缺陷及缺陷大小对电缆接头部位电场分布、电场的畸变程度、放电初始电压与放电量均有不同程度的影响。研究结果为构建电缆线路工作状态在线监测系统以及电缆运行状态评估与故障诊断提供了依据。

一起电缆中间头故障的分析及解决方案

针对某地铁工程高架区间环网电缆中间头部位发生的绝缘击穿事件,详细分析故障原因,结合电缆外护套材料原理,探讨电缆外护套收缩的原因,并从电缆制造、招标、设计施工及运营维护等环节给出相应的解决方案。

基于频域反射法的受潮10 kV冷缩电缆中间接头阻抗特性研究

冷缩电缆中间接头受潮是造成其故障的重要原因之一。现有研究已表明,存在受潮缺陷的冷缩电缆中间接头阻抗特性会发生变化,通过频域反射法对整根电缆的阻抗不连续点进行检测,分析其阻抗特性可实现缺陷的定位与类型的判断。因此,开展受潮冷缩电缆中间接头阻抗特性的研究,可为电缆中间接头的受潮诊断提供理论依据与数据支撑。为此,对一根10 kV冷缩电缆中间接头样本开展加速受潮实验,采用反射系数谱测试仪定期检测其阻抗特性并进行研究。实验结果表明:随着受潮程度的增加,冷缩电缆中间接头阻抗不匹配峰幅值呈先减小后增大的趋势;对其时域反射波形进行恢复后发现,其时域波形的极性特征呈从“左正右负”到“左右持平”再到“左负右正”的变化情况。

电缆中间接头局部放电电磁波传播特性分析及传感器优化设计

高频电流法检测电缆中间接头局部放电故障,检测灵敏度较低,往往不能有效监测局部放电信号。电容耦合法灵敏度较高,具有监测中间接头局部放电的潜在应用可能性。采用有限元方法对电缆中间接头局部放电电磁波传播特性进行了仿真,得到不同监测点三个方向电场强度变化规律,分析局部放电电磁波衰减特性和频谱特性,并对电容传感器进行优化设计,为电容传感器在电缆中间接头局部放电监测应用提供理论参考。

用于检测电缆中间头故障的综合监测系统设计及应用

电力电缆相比于架空输电线路,其优点主要为运行可靠、不占地面、供电安全、维护工作量小等。文章旨在研究用于检测电缆中间头故障的综合监测系统的设计及应用,综合监测系统通过一体化检测装置实时检测中间电缆头的漏磁变化和温度变化,在检测出温度超过告警温度阈值后,启动CT成像功能构建中间电缆头的三维成像图,以供配网自动化平台根据温度变化和漏磁变化对成像图进行分析,然后判断出现场的故障情况以及故障类型,以安排进一步的提前消缺工作计划,防止电缆中间头的发生更严重的电力事故。

高压电缆中间接头局部放电统计特性分析

设计制作了高压电缆中间接头内部4种典型绝缘缺陷物理模型,并构建了相应的局部放电(Partial Discharge,PD)试验研究平台,利用内置宽频带圆环型传感器获取了不同绝缘缺陷模型下的大量PD数据。通过放电统计特征分析表明,4种放电形式在相位分布和偏斜度、峭度、不对称度等统计特性上有显著的区别,可作为反映不同绝缘缺陷的有效特征。此外,沿面滑闪和导电微粒两种放电对电缆接头绝缘性能的破坏较为严重,建议现场运行应给予高度重视。

110kV高压电力电缆中间接头电场—温度场的仿真分析

为研究运行中的电缆接头内部电场分布情况,改善绝缘性能,对电缆接头电场与温度场进行了仿真研究。在综合分析电缆接头内部热源的基础上,从介质损耗基本公式出发,建立基于等效电容的电场—温度场耦合分析的数值计算公式。采用有限元分析软件——ANSYS对110 kV电缆中间接头进行了电场和温度场的仿真,分析了110 kV电缆中间接头在正常工作、绝缘层出现老化和绝缘层中存在杂质时的温度场和电场分布特性。研究表明:对于运行中的电缆接头,在有些情况下,由于绝缘材料老化与杂质的影响可导致接头内部温度升高,使得结构内部电场分布特性偏离结构原有的设计电场,严重时可导致产品发生热击穿或电击穿。

220 kV电缆中间接头主绝缘击穿事故分析

通过相关试验,确定一220 kV架空线、电缆混合线路的故障点,对事故情况调查,事故电缆中间接头解体、分析,认为产品制造质量,即产品所采用的材质或制造工艺不良是本次电缆中间接头主绝缘击穿事故的主要原因,提出了相应的处理建议和预防同类事故的措施。

缺陷对电缆中间接头温度分布影响的仿真研究

电缆中间接头在制造或者安装的过程中易产生缺陷,导致局部温度上升而加速绝缘老化,对电力系统的稳定运行造成威胁。但实际中无法直接测量电缆接头内部的温度,因此有必要对电缆接头的内部温度分布进行仿真研究。利用ANSYS软件建立了电缆中间接头以及其内部存在缺陷的二维、三维物理模型,并对其进行温度场仿真分析。结果表明:当电缆中间接头不存在缺陷时,其温度沿径向自内向外逐渐降低,轴向温度自中心位置向两边逐渐降低;当电缆中间接头中的交联聚乙烯/硅橡胶界面存在气隙、水汽、导电颗粒时,接头内部局部温度受缺陷处材料热导率的影响;气隙的尺寸越大,对局部温度的影响越大,局部升温范围是气隙本身尺寸的5倍;气隙位置越靠近接头两侧,局部升温越高。

FBG传感器检测电缆中间接头局部放电的温升研究

为及时发现电缆接头的故障隐患,研制了一种安装在冷缩绝缘管中间带铜环的光纤Bragg光栅(FBG)温度传感器,将其应用于3+1芯、额定电压为1kV、横截面积为25mm2的XLPE电缆冷缩中间接头的温度监测。当供电电压分别为5,15 kV时,加电40 min,有毛刺的中间接头因局部场强升高出现局部放电现象,比正常的中间接头温度分别高2.45,4.31℃。试验结果表明:该传感器能有效监测中间接头的温度,为中间接头是否健康运行提供依据。

基于流固耦合的电缆中间接头防爆盒抗爆能力模拟研究

为分析内爆炸作用下电缆中间接头防爆盒的抗爆能力,建立了电缆中间接头在加装防爆盒情况下的数值模型,采用流固耦合的方法分别对防爆盒典型结构爆炸过程,不同中心半径比、不同端部半径比、不同形状、不同材料及是否灌装密封胶的影响进行了模拟研究。结果表明,防爆盒壳体上爆心环面及两端是承受爆炸冲击力最大的位置,应当重点防护;防爆盒的抗爆能力随着中心半径比的增大有较大增强,随着端部半径比的增大有较小增强;在相同中心半径情况下圆柱形防爆盒的抗爆能力强于阶梯形防爆盒;铝镁合金防爆盒在相同仿真条件下被炸开,其抗爆能力弱于不锈钢材质;灌装密封胶对防爆盒有较为明显的作用,其中灌装聚氨酯密封胶的表现略优于灌装环氧树脂密封胶。

10kV电缆中间头故障原因分析

通过对故障电缆的2处中间头解剖分析,找出故障原因是由于施工工艺造成中间头投运后故障,并对电缆中间头的制作工艺和重点注意事项进行了总结评价,为以后同类型的工程施工提供参考。

110kV电缆中间接头局部放电高频电磁检测与优化

电缆中间接头局部放电是导致交联聚乙烯(XLPE)电力电缆事故的主要原因,因此必须进行电缆中间接头局部放电的研究。电缆接头屏蔽层对高频电磁波信号有屏蔽作用,高频电磁波信号在空间传播过程中还会产生较大衰减,针对用于三相交叉互联的电缆中间接头屏蔽层是断开的这一特征,进行了电缆接头局部放电的建模、仿真和现场检测。首先,利用高频结构仿真器(High Frequency Structure Simulator,简称HFSS)建立了电缆接头的三维仿真模型,分析了在电缆接头内部发生局部放电时,高频电磁波信号通过屏蔽层断开处辐射出来的强度及其分布特点,验证了采用外置式微带传感器进行电缆接头局部放电检测的可行性。然后设置了电磁场探测线,生成了此线上不同位置处的电磁场变化曲线,分析了不同曲线的幅值情况,得到了信号最强的传感器最佳安装位置。最后,根据微带贴片天线理论,制作了外置式微带传感器,在某电缆线路投运前的交流耐压试验中进行了电磁波检测,验证了仿真结果。

10kV电力电缆中间接头爆炸事故分析及防范措施

通过对10kv电缆中间接头爆炸引起线路跳闸原因的调查,分析了发生的原因,提出了防范措施。

66kV电缆中间头击穿故障诊断及电场仿真分析

介绍了一起66kV电缆中间头击穿故障,应用ANSYS软件建立了电缆中间头生产工艺不良的电场分析模型,并进行了静电场仿真分析,通过设备解体和电场仿真结果确定了故障原因,即电缆中间头端部应力锥半导体材料工艺处理不良,存在毛刺,造成局部电场应力集中,由局部放电发展成贯穿性放电,最终造成电缆中间接头绝缘击穿,系统100%接地,得出今后应严格控制电缆中间头制造工艺的结论。

旁路电缆作业用新型电缆中间接头的研究与应用

在配电网系统中推广应用旁路电缆作业技术,可以有效解决常规作业方法无法解决的技术难题,能够在不停电或短暂停电的情况下完成应急抢修、临时供电等作业项目。在开展电缆旁路作业技术应用研究时,常常需要普通电缆与旁路电缆实现复杂现场环境下的快速电气连接,而现有的国内外旁路作业设备中,尚没有这样的专用接头。因此,研发适用于旁路电缆作业用的新型电缆中间接头,可快速完成旁路柔性电力电缆与旁路柔性电力电缆在各种环境下的快速连接加长,应用于10k V旁路电缆综合作业,可大幅增加旁路电缆敷设长度,降低旁路电缆作业工程量,增加可检修范围,节省作业时间,为在配电网系统中广泛推广旁路电缆作业技术提供了保障。

一起XPLE电缆中间接头故障解体分析实例

电缆中间接头因其复杂的绝缘结构,现场制作安装受工艺水平、环境条件、运行环境影响等已成为电缆运行的薄弱环节,特别是沿海地区高水位的运行环境,成为电缆中间接头故障的一个诱因。针对天津地区一起电缆中间接头事故,首先给出了电缆、电缆中间接头及保护动作情况,然后对电缆中间接头进行了解体分析,并分析了故障原因,最后给出了避免此类故障发生的具体措施。