计及套管内气–液介质流体特性的高压直流电缆终端优化模型研究

为探究不同负荷条件下直流电缆终端内部的多物理场状态,基于电磁场、温度场、计算流体力学的基本理论搭建直流电缆终端的多物理场耦合模型,并且根据三场之间的关系对其进行双向全耦合。该文提出一种基于阻尼系数的变步长高度非线性求解方法,有效解决了求解时因时间尺度差异造成的计算收敛性与计算成本间的矛盾。通过红外热成像仪测量实验中带负荷±160k V高压直流电缆的套管表面温度,验证了该仿真模型的准确性。研究发现,温升所致的电场反转在过负荷时会引发应力锥根部电场畸变,此现象在导体最高温度70℃之后尤为明显,进而结合国家及行业的相关标准,可确定其载流量为1140A,略小于相同导体截面积直流电缆的载流量。该研究可为通过表面温度评估直流电缆终端的内部状态提供参考。

高压直流电缆终端硅橡胶基非线性复合材料

增强绝缘材料与电缆主绝缘材料之间的电导率差异会影响高压直流电缆终端的电场分布。通过向硅橡胶中添加纳米碳化硅、纳米二氧化硅、纳米炭黑、纳米石墨等填料,制备具有电导率非线性特性的硅橡胶基复合材料,研究纳米填料的掺杂种类、掺杂含量对硅橡胶复合材料直流电导特性、直流击穿特性、介电频谱特性的影响,在考虑温度影响下,利用COMSOL Multiphysics仿真软件进行电场仿真,分析增强绝缘非线性电导特性对高压直流电缆终端电场分布的影响。结果表明:以石墨/炭黑掺杂量为5/3的硅橡胶复合材料作为高压直流电缆终端增强绝缘,可以有效改善高压直流电缆终端电场分布。

一起高压直流电缆终端渗漏油缺陷分析及处理

针对南澳多端柔性直流输电系统在运行中发生的电缆终端渗漏油现象,基于该电缆终端的结构特点开展分析,得出终端内部油压较大、密封精度不能满足要求导致该电缆终端绝缘油渗漏。采取更换压力箱开关处的密封件即在轴向密封位置增加一道角向密封、将压力箱整定压力由0.16 MPa调至理论值(0.1±0.01)MPa等措施处理缺陷。消除缺陷后经5年的实际运行,未再发生渗漏油情况。

不同负载下高压直流交联聚乙烯电缆终端电场仿真计算

通过理论分析并结合多物理场耦合仿真计算,对高压直流交联聚乙烯电缆终端的电场进行了非线性求解,得到了不同负载条件下的直流电缆终端的电场分布,获得了工程应用上所关心部位的电场强度数值,为终端产品设计提供了理论依据。