钛酸铜钙改性硅橡胶对500kV直流电缆接头优化设计关键控制参数的改善研究

采用硅橡胶作为超高压直流电缆接头的增强绝缘,在接头结构设计中需要解决硅橡胶与电缆绝缘的电导率配合和界面问题。文中利用钛酸铜钙纳米纤维(CCTO NFs)对硅橡胶进行非线性电导率的改性,对改性硅橡胶和交联聚乙烯(XLPE)组成的双层介质界面进行了直流击穿特性试验,以改性硅橡胶以及界面的特性参数为控制条件对改性硅橡胶500 kV直流电缆接头进行了优化设计分析。研究表明,CCTO NFs大大提高了硅橡胶的电导率非线性系数,CCTO改性硅橡胶的直流击穿强度随CCTO NFs体积分数的增加而下降,增大界面压力和涂覆硅脂可提高双层介质界面的直流击穿性能;这种改性硅橡胶对500 k V直流电缆接头增强绝缘中的过高的电场强度和应力锥根部的界面切向电场具有显著的改善作用,可进一步缩小500 kV直流电缆接头的几何结构。研究结果为500 kV直流电缆接头的优化设计提供了有效的新方法。

10 kV及以下电缆附件的数值计算和应力锥优化辅助设计

对电缆附件的复杂结构进行数值计算,并通过计算结果对应力锥形状进行优化设计,从而改善附件场强集中部分的电场分布,提高电缆附件的使用寿命。开发的软件包对不同的应力锥形状下的场强采用有限元方法进行计算并提供以下功能:画出任意电位的等位线;用不同颜色填充附件内部,通过颜色深浅显示场强大小;对附件内部任意一点提供用鼠标点击显示该点坐标、该点电位和该点场强;给出整个附件内部区域切向场强和径向场强的最大值和坐标值。

320kV XLPE高压直流电缆终端电场分析

基于有限元分析方法,以COMSOL Multiphysics为求解工具,建立了320 k V XLPE高压直流电缆终端模型。分析了不同载流量作用时,直流电压和直流叠加冲击电压作用下电缆终端内部的电场分布,并对直流叠加冲击电压作用下XLPE绝缘屏蔽层的搭接长度对界面电场的影响进行了分析。结果表明:直流电压作用下,XLPE/SR界面的切向场强随载流量增大而增大,而且最大场强的位置由应力锥端部转移至应力锥根部;直流叠加冲击电压作用下,界面切向场强在绝缘屏蔽层搭接位置出现畸变,最大场强值位于屏蔽层顶部;同时随着搭接长度的增大,界面切向场强逐渐减小,为防止电缆终端内部出现空气击穿现象,建议屏蔽层的搭接长度至少为25 mm。

110 kV交联电缆超短试验终端技术研发及应用

对110 kV交联电缆超短试验终端结构开展研究,设计一种干式试验终端,并对试验终端整体结构仿真计算,结合高压试验进行验证。通过仿真计算和高压试验确认试验终端的可行性,提供了一种新型的试验方法供行业参考。

一种基于电场分布模型提高非合成绝缘子污闪电压的方法探究

非合成绝缘子,如瓷质和玻璃绝缘子在输电线路中占有很大比重,提高其污闪电压对电网安全运行具有重要的意义。本文通过在绝缘子铁帽处增加一块金属环片以提高绝缘子串的闪络电压。金属环片能够减小绝缘子铁帽处的高场强,提高起晕电压及减小绝缘子表面场强的切向分量,抑制带电粒子发展,从而提高污闪电压。不同参数的金属环片对绝缘子串污闪电压的影响程度不同,本文利用有限元法(FEM)建立了110kV瓷质绝缘子串场强计算的三维模型,对金属环片的最优参数进行了设计,并通过污闪试验进行验证。试验结果表明,最优参数下绝缘子污闪电压有较大提升,在3级污秽条件下可提高25. 7%。