高压电缆接头界面气隙缺陷模拟及状态特征量分析

由于安装缺陷或运行中不均匀发热膨胀等因素,高压电缆中间接头会形成界面气隙缺陷,运行过程中易导致故障发生。本文分析了界面气隙缺陷的形成原因,仿真计算了不同缺陷程度下的电场分布特征,并通过模拟试验研究综合工况下各类带电检测手段、在线监测手段的检测有效性,以及不同电压、不同负荷电流工况下状态特征量的变化规律。结果表明:高压电缆中间接头界面气隙缺陷位于应力锥与本体交界面时,电场强度最大并会发生局部放电;局部放电是反映界面气隙缺陷状态的有效特征量,高频局放带电检测和在线监测、超声波局放带电检测均可检出较明显的放电信号,而测温和接地电流在线监测均未发现异常;试验电压和试验电流恒定工况下,随着时间的延长,高频局放和超声局放信号幅值呈增大趋势;试验电压恒定而试验电流升高工况下,局放信号幅值略微增大;不同试验电压工况下,随着试验电压的升高,局放信号幅值呈明显增大趋势。

GIL设备三支柱绝缘子界面气隙局放诊断与出厂检测分析

超声波局放检测法是现场判断GIL设备绝缘状态的重要手段。文中利用超声波检测法开展PE换流站GIL设备局放带电测试,发现11起异常信号,为了查明局放信号异常原因,现场开展机械振动、外部电晕干扰等排查,分析信号特征,返厂开展试验验证,解体故障定位,缺陷模拟测试等。研究表明:GIL设备存在界面气隙时超声波局放信号图谱特征为出现50 Hz和100 Hz频率相关性信号,且50 Hz频率相关性较小,100 Hz频率相关性强烈,相位模式出现正弦相关性波形,一个周期内有两簇较集中的信号聚集点。结合现场测试和返厂试验分析结果,文中提出了GIL设备现场局放测试判断方法和排除界面气隙缺陷的出厂试验技术手段,对GIL出厂试验和设备运维具有一定的参考价值。

绝缘交界面气隙缺陷及其受潮状态对T型电缆接头电热场的影响研究

本文建立了实际10 kV T型电缆终端接头多物理场有限元模型,研究了T型电缆终端接头在绝缘交界面存在气隙缺陷下的电场及温度场分布特性,分析了缺陷条件下的电场、温度场幅值变化规律,提出可有效反映T型电缆终端接头气隙缺陷的特征量及监测位置。结果表明:T型电缆终端接头不同程度气隙缺陷对其交界面处的电场分布特性有一定的影响,但是其他典型位置处的电场、温度场幅值变化不明显;在气隙受潮的情况下气隙缺陷处会达到临界击穿,此时法兰底座、箱体上表面的电场幅值增量可达20%,而且温升可达约15℃。在实际工程中,可通过监测法兰底座、箱体上表面的电场幅值增量以及温升,来反映T型电缆终端接头局部击穿放电的潜在临界隐患。

绝缘老化对自熔式电缆中间接头界面电场及温度场分布的影响

自熔式电缆中间接头交联聚乙烯和三元乙丙橡胶绝缘老化,使其之间的界面性能发生劣化,为研究绝缘老化对复合界面处电场和温度分布的影响,以10 kV自熔式电缆中间接头为研究对象,采用COMSOL Multiphysics仿真软件建立仿真模型,分别计算了老化前后复合界面有无气隙时的电场和温度场分布特性。结果表明:自熔式电缆中间接头复合界面熔融接触时,复合界面处电场分布均匀,径向温度由内到外逐渐降低,符合热传导规律。绝缘老化前,复合界面存在气隙时,其电场与温度场均会发生严重畸变。绝缘老化后,界面处的电场及温度均有所增加,且气隙处的电场和温度上升更明显。

铝合金挤压铸造过程界面的传热行为

通过测量挤压铸造过程的温度变化,采用基于非线性估算法的热传导有限元反算模型,求解不同挤压力下的界面传热系数(IHTC)。利用铸件中心模拟温度与测量温度验证模型的准确性;结合铸件表面和中心测温点温度变化讨论重力条件和挤压力条件下界面传热系数的变化规律,发现挤压力有效地增加了界面传热系数的峰值和稳定值。探讨挤压力对界面气隙的影响,对于ZL101A铝合金直接挤压铸造过程,MPa挤压力具有较好的挤压效果。