105℃中压聚丙烯绝缘电力电缆的研制

基于对新型聚丙烯(PP)材料的研究,结合电缆运行环境,通过计算PP绝缘设计、绝缘利用系数等关键参数,研制了适用于8.7/15 kV和26/35 kV电力系统的中压PP绝缘电力电缆,并进行物理机械性能、电气性能和无卤低烟阻燃性能等试验验证。结果表明,以PP树脂和增韧弹性体为主的绝缘料和屏蔽料,能够满足26/35 kV及以下电力系统的运行要求,相较于传统交联聚乙烯绝缘电缆,长期工作温度可提升至105℃;电缆正常运行时,载流量在直埋土壤中可提升约9.0%,在空气中可提升约13.5%。

双层绝缘结构高压直流电缆电场分布仿真

参照油纸绝缘高压交流(HVAC)电缆的分阶绝缘设计思想,采用不同非线性绝缘材料制造具有双层绝缘结构的高压直流(HVDC)电缆来改善电场分布以及减薄绝缘层厚度是一种可能的解决途径。为了从理论上验证双层绝缘设计理念在HVDC电缆绝缘设计中的可行性,采用多物理场耦合软件仿真研究了不同温度梯度、不同施压方式下分层半径对双层绝缘结构HVDC电缆绝缘稳态和暂态电场分布的影响规律,在此基础上定义了同时考虑稳态、暂态电场和温度梯度多重因素的综合绝缘利用系数,并提出了按绝缘材料的电导率内小外大排列、相对介电常数内大外小排列确定内外层绝缘原则和综合绝缘利用系数最高的分层半径确定原则,最后验证了该双层绝缘设计原则的合理性。电场仿真结果发现:与单层绝缘电缆相比较,双层绝缘结构HVDC电缆在高温度梯度下可显著改善电缆绝缘稳态和暂态电场分布,且温度梯度越高改善效果越显著;雷电冲击过程中绝缘内的暂态电场分布受直流稳态过程形成的界面及空间电荷的影响,而双层绝缘结构HVDC电缆绝缘稳态过程中形成的界面及空间电荷与温度密切相关,因而温度也是影响雷电冲击过程中绝缘暂态电场分布的因素。