电线电缆导体直流电阻测量影响因素分析

电线电缆是我国重点工业产品之一,电线电缆导体直流电阻是电线电缆重要的电气参数之一,是评价电线电缆电性能的重要指标。本文结合陕西省2023年度电线电缆导体直流电阻能力验证项目测试数据,分析了仪器误差因素、检测方法因素、环境误差因素、人为误差影响因素对电线电缆导体直流电阻测量结果的影响,为验证电线电缆材料可靠性和预防安全事故发生,准确测量电线电缆的导体直流电阻提供参考。

电缆导体连接管的电磁脉冲压接工艺参数研究

电磁脉冲成形技术是一种通过电磁力来对金属材料进行加工的高能率成形技术,将其应用于电缆导体连接管的压接中,可以在压接后连接管的表面形貌、紧密度、接触电阻等方面起到明显的改善作用。文中针对GT⁃70、GT⁃150、GT⁃300三种铜连接管制作了3种型号的集磁器,并对其产生的磁场和管件的变形过程进行了仿真和实验研究,探究了不同型号连接管的压接工艺参数。研究发现,铜连接管与铜电缆绞线之间能实现固相焊接的最低碰撞速度是118.6 m/s,对于GT⁃70、GT⁃150、GT⁃300的铜连接管,在放电电流峰值为49.1、50.8、54.9 kA,频率为6.41、5.95、5.52 kHz时碰撞速度分别能达到该值,而在同等储能条件下不插入连接管进行放电时,在工作区所能获得的峰值磁场分别达到18.72、15.41、13.36 T。

大截面高压电缆导体交流电阻的优化

由于集肤效应的影响,大截面高压电缆导体的交流电阻远大于直流电阻,不仅会导致电缆线路的载流能力降低,还会产生更大的线路损耗。为解决该问题,通过分析电缆导体集肤效应的产生原理和影响因素,探索降低导体交流电阻的措施,试制了不同设计结构的导体样品,并采用电压电流相位差法对样品进行交流电阻测量研究。结果表明:截面积为800 mm2的电缆分割导体的交流电阻比紧压圆形结构降低了约7.5%;截面积≤1 600 mm2的瓦楞形分割导体与扇形分割导体的交流电阻相差不大;采用单线绝缘可以有效降低交流电阻,其中漆包单线比氧化单线对交流电阻的降低效果更明显,但前者的生产成本和安装成本更高;对于紧压圆形和分割导体,同向绞合均比异向绞合结构更能有效降低交流电阻,适当提高紧压系数和增加单线根数也均能降低交流电阻。

运行温度对NbTi管内电缆导体瞬态稳定性的影响实验研究与分析

在SULTAN测试设备上进行了含分离铜股线NbTiCICC在不同温度裕度下的瞬态稳定性的实验研究,应用脉冲场对样品的高场区的中心段(长度是390 mm)进行感应加热,发现设计的含分离铜股线CICC有很强的抗磁扰动能力,该文分析了这个现象的原因,研究了股线上的运行温度对稳定性的影响并对3个CICC导体进行稳定性差异分析,通过理论计算,对理论计算值和实验测量值进行了比较,为HT-7U纵场和极向场.NbTi CICC的运行温度的选择提供实验依据。

基于电磁耦合的电缆导体运行温度直接测量方法

为测量电缆导体运行温度,提出了一种基于电磁耦合原理的电缆导体运行温度直接测量方法,通过在电缆接头处植入测温传感器,直接获取电缆导体的运行温度。与现有的测量电缆表皮温度后根据热力学模型计算导体温度的方法相比,该方法可以快速精确测量电缆接头处导体的实时温度,从而及时发现局部发热点。根据传感器电路结构的不同,直接测温技术分为2种基本方式:有源传感器方式和无源传感器方式。有源传感器方式的测温精度较高,而无源传感器方式则具有传感器体积小、测温范围宽的优点。详细介绍了一种有源传感器测温模块的安装方法,并搭建了测试系统,进行了阶跃电流下单芯110kV电缆的模拟现场温升试验。结果表明,植入的传感器模块不影响电缆接头的电气性能,所测温度与模拟回路直接测量的温度曲线在形状及响应趋势上完全一致,验证所提出方法的有效性。

铌三锡管内电缆导体交流损耗计算分析模型

为解决快变磁场中大电流和应变作用下,铌三锡(Nb3Sn)导体交流(Alternating Current,AC)损耗的模拟实验分析问题,本文进行了瞬变电磁场中宽应变区间的AC损耗计算技术探索,构建应变作用下的临界电流数学模型,把复杂变化场中基于应变的临界电流密度运用到磁滞损耗功率计算,对耦合损耗功率计算中的导体特征参数考虑应变效应,获得CICC导体AC损耗功率计算技术。在激发等离子体的快速励磁以及等离子体放电和破灭等情况下,由模拟对比分析发现应变作用算法的AC损耗功率更接近工程实际值;对比应变作用算法损耗功率和经典算法损耗功率的相对误差计算,其误差的变化小于15%。

管内电缆导体传输交流损耗的理论计算和实验

交流损耗是大型超导核聚变实验装置如国际热核聚变实验堆和中国聚变工程实验堆稳定性的重要指标。然而应用于核聚变装置的管内电缆导体(CICC)在无外场下传输损耗数值计算很少。首先分析基于分布参数等效电路方法对CICC的N根股线的电流进行描述和分析;之后算出整个导体的电流分布,从而求出导体的传输电流损耗;同时,将数值计算结果与临界态模型结果作对比,以验证该计算模型的可行性;提出改进的CICC交流损耗测量方法,为国内下一步测试CICC及其线圈奠定了实验基础;最后,提出适用于单根圆股线的定标法则,为计算CICC的传输电流损耗奠定理论基础。

HT-7U管内电缆导体稳定性的仿真与实验研究

管内电缆导体(cable-in-conduit conductor,CICC)是目前大型超导磁体的首选导体,它在大型超导核聚变实验装置及超导储能磁体中的应用具有不可比拟的优越性。为了减小导体的成本,提出超导股线和铜股线混合在一起的结构,因为增加铜比对导体稳定有利,该文制作了4个带有纯铜股线的管内电缆导体,并应用于HT-7U超导托克马克中。利用一维数学模型(Gandalf)对托克马克实际运行模式下CICC的稳定性进行仿真,研究了CICC的稳定性裕度与质量流速率、磁场、运行电流和铜比之间的关系。同时,将理论结果和实验结果进行比较,得到了样品中分离铜的有效比率。

管内电缆导体稳定性理论与实验研究

管内电缆导体 ,又称 CICC,是目前大型低温超导磁体的首选导体。随着超导技术的发展 ,CICC在大型超导核聚变实验装置及超导储能磁体中的应用具有不可比拟的优越性。为降低导体成本而提出了在 CICC中采用的超导股线配以纯铜股线的设计方案 ,开展含纯铜股线 CICC稳定性机理及实验的研究 ,并开发 CICC优化设计软件 ,对 CICC在高科技中的应用意义重大。

管内电缆导体绞缆序列比对耦合损耗作用的优化计算

建造中的国际热核试验堆以及国内准备建设的聚变工程实验堆上的管内电缆导体(cable-in-conduit conductor,CICC),将运行在快速励磁的大电流复杂磁场中,这使得中心螺线管线圈(central solenoid,CS)上的CICC导体会受到约12 T磁场的冲击。因此,现有的CICC已采用铌三锡(Nb3Sn)导体,Nb3Sn导体应变敏感性不仅导致电缆临界性能的退化,而且导体中各级绞缆扭距序列对耦合损耗影响很大。为此,对目前ITER项目建议的CS磁体上多种导体的绞缆结构,开展了不同扭距序列对耦合损耗作用的探索。研究分析显示:扭距长度不是决定多级绞缆CICC导体耦合损耗数量大小的唯一因素;当导体中各级绞缆的扭距序列比接近1时,耦合损耗会极大减小。测试数据与数值模拟结果对比分析表明:通过合理选择扭距序列比可以优化计算CICC导体的耦合损耗。

HT-7U NbTi管内电缆导体瞬态稳定性的实验研究与分析

在SULTAN测试设备上进行了含分离铜股线CICC瞬态稳定性的实验研究 ,应用脉冲场对样品的脉冲场区域 (3 90mm)进行感应加热 ,发现设计的含分离铜股线CICC能够经受住很大的瞬态磁扰动 ,分析了这个现象的原因 ,并就股线上的电阻层对稳定性的影响进行了分析 ,对 4个CICC导体的稳定性差异进行分析和稳定性裕度的理论计算 ,由理论计算值和实验测量值进行比较分析 ,为HT

铌三锡管内电缆导体分流温度和刚度分析研究

低温下,导体的分流温度和刚度是管内电缆导体(cable-in-conduit conductor,CICC)稳定运行的重要因素,为克服铌钛(NbTi)的不足,应对10 T以上的磁场冲击,国际热核聚变反应堆(international thermal-nuclear experimentalreactor,ITER)装置上环向磁场(toroidal field,TF)和中心螺管(central solenoid,CS)磁体系统中的导体已采用铌三锡(Nb3Sn)材料,但缺乏应变效应对分流温度和导体刚度影响的研究。为此,该文利用模拟应变效应的横向载荷周期,对TF和CS样品的分流温度和弹性模量进行测试,分析获得扭距、空隙率和子缆级数等综合作用使分流温度和刚度随模拟应变载荷周期退化的结果,同时由接触面和股线接触角决定的电缆刚度以及股线的侧向支撑强烈影响导体的变形程度。

考虑应变的管内电缆导体设计模型

为了简化管内电缆导体(CICC)的设计过程,提出了考虑稳定性和应变的导体仿真设计思想,研究了应变对临界电流密度的影响,量化了应变的作用;根据1级子缆采用3根超导股线、CICC运行于过渡区间以及纯铜线起不同作用的假定条件,建立了导体的数值仿真设计模型,讨论了Nb3Sn等A15材料的应变对临界电流密度等的影响,并进行了导体结构的仿真设计.将数值仿真设计与工程设计进行了比较,结果显示二者吻合良好.采用数值仿真设计模型能有效减轻设计工作量,缩短设计周期.

管内电缆导体稳定性研究方法新探

管内电缆导体 (CICC) ,是目前大型低温超导磁体的首选导体。随着超导技术的发展 ,CICC在大型超导核聚变实验装置及超导储能磁体中的应用具有不可比拟的优越性。为降低导体成本而提出了在CICC中采用的超导股线配以纯铜股线的设计方案 ,开展含纯铜股线CICC稳定性机理及实验的研究 ,并开发CICC优化设计软件 ,对CICC在高科技中的应用意义重大。

ITER用校正线圈管内电缆导体稳定性分析

管内电缆导体(cable-in-conduit conductor,CICC)是目前为止大型低温超导磁体的首选导体,CICC在超导储能磁体及大型超导核聚变实验装置中的应用具有不可比拟的优越性。CICC的稳定性对其实际应用起着重要影响,因此开展关于CICC稳定性的研究对于推广CICC的应用有着重要的实际意义。利用一维数学模型(Gandalf软件)对ITER校正线圈(CC)CICC的稳定性进行仿真,研究了运行电流、运行磁场和He质量流速率对CICC的稳定性裕度影响;同时,将基于热平衡方程的理论结果和仿真实验结果进行比较,验证了理论的可靠性和软件的实用性。

管内电缆导体仿真设计算法模型研究

现代超导聚变装置上的管内电缆导体(cable-in-conduit conductor,CICC)运行在大电流和快速变化电磁场中。导体的合理设计是其能否稳定运行的关键。工程上CICC的设计是一个多次尝试和优化的复杂烦琐过程。该文根据Stekly参数和空间电流密度,提出基于稳定性和交流损耗的新的导体设计思想,推导了关于CICC结构参数矩阵方程,建立了导体数值仿真设计模型,同时进行了导体的模拟设计。并将仿真设计结构与工程设计情况进行比较和分析,结果证明二者吻合较好,且该方法能减轻工作量和缩短设计周期。

新型电缆导体直流电阻测量仪的研制

采用小电流电压比率法测量原理 ,研制了一种智能型的电缆导体直流电阻测量仪。它能够快速精密地测量导体的直流电阻 ,并能自动转换显示其 2 0°C、单位长度 (1km)的电阻和 2 0°C时的电阻率。该仪器还具有液晶汉字化显示、蓄电池供电和便于现场使用等特点。

基于铜超比优化的管内电缆导体设计的数值模拟

在铜超比优化的基础上,针对管内电缆导体结构设计,提出了数值模拟设计,进行了数值模拟设计,并将数值模拟设计结果与工程设计值进行了比较和分析,二者基本吻合。

大截面铝芯电缆导体电阻测量方法技术改进

电缆导体直流电阻测量中大截面积铝芯导体直流电阻的测量一直是一个难点,本文对大截面积铝芯导体直流电阻测量方法的技术改进做了详尽的介绍。文章从测量电缆导体直流电阻原理、测量电缆导体直流电阻所使用的检测设备和环境条件要求、大截面电缆导体直流电阻测量方法的创新改进及测量过程、影响测量正确性的因素分析和测量结果及评价等几个方面进行了详细的论述。大截面积铝芯导体直流电阻测量方法的技术改进对提高大截面电缆导体尤其是铝芯导体直流电阻测量的准确性有一定的参考和指导价值。

电缆导体直流电阻检测结果误差分析

导体直流电阻是评价电缆产品质量优劣的重要性能指标。受检测设备类型、试样处理情况、环境温度、试验种类及方法等因素的影响,在电缆导体直流电阻检测试验过程中会产生误差。通过对以上各因素进行分析,提出了做好检测设备的维护、选择准确度高的检测设备、试样要处理合格、控制好环境温度等有针对性的措施,以降低检测中的操作误差,提高检测结果的准确度。