110kV高压铝护套电缆结构设计优化

根据GB/T 11017.2—2014和ICEA S-108-720-2018标准,并结合公司生产制造经验,设计了110 kV 1 600 mm2常规结构和优化结构的高压电缆,优化电缆包括导体、绝缘层、铝护套和外护套优化,并研究了两种结构高压电缆的性能。结果表明:优化结构电缆相对于常规结构电缆,其材料消耗明显降低,绝缘层、金属护套和外护套材料消耗分别降低了17.5%,35.6%和33.6%。优化结构电缆最大装盘量显著提升,能够有效减少线路接头数量。在相同敷设条件下,相对于常规结构电缆,优化结构电缆输电容量明显提升,其空气中的载流量提高了17.5%,土壤中的载流量提高了11.8%。

电缆铝护套连续挤压包覆型腔设计的均压判定准则

采用切块法对电缆铝护套连续挤压包覆型腔内的金属流动进行塑性力学分析，根据凸模中心水平面上下两侧静水应力平均值相等的原则得出了型腔设计的均压判定准则。应用该准则成功地设计出了用于制造铁路通信信号电缆铝护套的６４型腔体，可生产的铝护套的最大直径和最大断面积分别达到了２６．３ｍｍ和９９ｍｍ２，大大地超过了２０ｍｍ和５５ｍｍ２的国际先进水平。

超高压电缆铝护套四通道连续包覆数值模拟和实验研究

基于SSLB500双轮四通道连续包覆机,采用有限元法,对Φ120 mm×2.8 mm的超高压电缆铝护套连续包覆成形过程进行了数值模拟,分析了挤压轮转速在7.5 r·min-1时金属成形过程中的速度场、温度场和应力场的分布规律,结果表明:温度场、速度场呈对称分布,模具出口处的速度、温度分布均匀。进行了Φ120 mm×2.8 mm电缆铝护套连续包覆实验和产品性能检测,结果表明:四通道工艺不仅可以成功实现大管径铝护套的连续包覆,而且铝护套成形良好,圆度达到98.69%,同心度达到92.58%,挤压焊缝结合强度与母材强度接近;数值模拟结果与实验结果一致,证明了四通道连续包覆工艺的可行性和模拟结果的正确性。

高压XLPE绝缘电力电缆皱纹铝护套的应用

本文重点分析了纵包氩弧焊皱纹铝护套的各种特性,从不同的角度分析了纵包氩弧焊皱纹铝护套在电缆应用的可靠性。

电缆铝护套厚度在线测量的研究

根据电涡流原理对电涡流传感器高频反射与低频渗透试验方法进行了研究，提出对电缆外壁的形状和厚度进行测量，直接从ＰＣ机的显示器上给出管壁的形状和管壁的厚度。试验证明此法可行。在此基础上，利用８０９８单片机实现智能化，并与上位机实时通讯，做到实时显示跟踪。

电缆铝护套连续挤压包覆模具的设计

介绍了电缆铝护套连续挤压包覆模具的设计方法 。

高压电缆铝护套三种制作工艺的性能对比与分析

连续包覆挤铝技术制造电缆铝护套是连续挤压技术的进一步发展,是一种高效节能的新工艺。文中主要对高压交联聚乙烯(XLPE)电力电缆不同制造工艺的挤铝、压铝、氩弧焊铝护套进行力学性能和显微结构的分析,结果表明,挤铝护套的力学性能和显微组织优于氩弧焊铝护套,而压铝护套和挤铝护套无明显差别。

高压电缆铝护套焊缝缺陷ACFM检测方法及检测系统的研究

针对在氩弧焊型高压电缆铝护套焊接过程中易出现表面漏焊、埋藏未焊透和焊穿等缺陷的问题,提出了焊缝缺陷的交流电磁场检测(alternating current field measurement, ACFM)方法。首先,利用COMSOL多物理场仿真软件建立高压电缆铝护套焊缝缺陷ACFM模型,研究U形磁芯上的励磁线圈在不同类型铝护套焊缝缺陷区域产生的感应电流的密度分布特点和和磁场信号特征;其次,设计了可获取缺陷长度和深度信息的正交式接收线圈,制作了带有缺陷的电缆铝护套焊缝试件及ACFM实验平台;最后,进行了不同类型铝护套焊缝缺陷的检测及结果分析。实验结果表明,ACFM方法能够有效用于3 mm厚的高压电缆铝护套焊缝表面漏焊和焊穿缺陷的检测,并且能够有效识别埋深为2 mm,长、宽、深分别为10,0.3,1 mm的埋藏未焊透缺陷。研究结果为高压电缆铝护套焊缝缺陷的识别和焊缝质量的评价提供了重要参考。

110 kV交联聚乙烯电缆铝护套力学性能的研究

高压电力电缆的电气、机械等诸多性能的优劣直接关系着电力系统的安全与可靠运行。对110kV高压交联聚乙烯电力电缆不同制造工艺的铝护套(如挤铝、氩弧焊铝)进行力学性能研究,结果表明挤压工艺生产的铝护套力学性能优于氩弧焊的,但是氩弧焊的动态力学损耗因数小于挤压的,氩弧焊有缝处的动态力学损耗因数大于无缝处的。两种铝护套的动态力学损耗因数都在频率84Hz附近出现峰值。

大直径电缆铝护套四通道连续包覆数值模拟和实验研究

采用有限单元法,基于SSLB500型双轮四槽立式连续包覆机,采用四根直径15mm的铝杆为坯料,运用四通道方式对178mm×4mm电缆铝护套的连续包覆成形过程进行有限元分析,分别得到了成形过程中变形金属速度场、温度场、应力场的分布规律;基于挤压速度和分流结构对模具结构进行了优化设计;进行了铝护套的连续包覆实验,铝护套外径尺寸波动小、壁厚均匀,圆度达到99%,同心度达到90%;对铝护套焊合区域进行了横向力学性能测试,抗拉强度、延伸率与母材一致,焊缝结合强度达到使用要求,表明模具结构设计和工艺参数选择合理;数值模拟结果与实验结果一致,证明有限元模型准确,可用于指导大管径电缆铝护套连续包覆生产。

SSLB500型高压电缆铝护套立式双轴连续包覆机的研制

金属护套是交联聚乙烯绝缘高压电缆的重要组成部分,介绍了高压电缆铝护套现有生产工艺及设备的特点;基于四通道连续包覆工艺,开发了SSLB500型高压电缆铝护套立式双轴连续包覆机,检测了挤出铝护套的尺寸和性能,分析了生产数据。研制结果表明:基于数值模拟优化结果设计的工模具结构合理,铝护套成型圆度达到99%,厚度偏差在±5%之内,焊合区域结合强度达到78.8 MPa,延伸率达到33.3%,与非焊合区性能相同;设备长时间运行稳定可靠,主轴转速在6~7.5 r/min时,平均产量达到738 kg/h,平均能耗440 k Wh/t,溢料率小于7%。综合数据表明,所开发的四通道连续包覆工艺及设备具有产品质量好、生产效率高、运行成本低的优点,满足电缆制造企业提质增效的需求。

平滑铝护套电缆涂覆技术及安全性能分析

对原有皱纹铝护套电缆的沥青防腐应用技术缺陷进行分析,创新设计了应用于平滑铝护套电缆的热熔胶材料。对涂敷热熔胶防腐层的平滑铝护套与皱纹铝护套电缆的安全性能方面进行了对比分析,结果表明涂敷热熔胶防腐层的平滑铝护套电缆运行更安全,有很好的市场推广价值。

基于超声导波的高压电缆铝护套检测技术可行性研究

针对高压电缆铝护套在运行过程中易出现机械损伤及腐蚀失效的问题,通过建立高压电缆铝护套的简化模型并求解其频散方程获得了相应的频散曲线,从而对高压电缆铝护套中超声导波多模态、频散和衰减等传播特性进行了研究,提出了利用超声导波无损检测技术实现对高压电缆铝护套快速无损检测的方法,在理论分析和有限元仿真的基础上,使用超声导波检测仪对高压电缆铝护套进行了缺陷检测试验研究。研究结果表明:采用32 kHz的T(0,1)模态能够检测铝护套中截面损失在4.25%以上的裂纹缺陷,缺陷回波幅值随着缺陷增大而增大;理论分析、有限元仿真和检测试验验证了超声导波检测高压电缆铝护套缺陷的可行性。

基于DEFORM-3D电缆铝护套连续包覆成形数值模拟

基于DEFORM-3D软件平台,采用刚—粘塑性有限元法,进行了电缆铝护套连续包覆塑性成形过程的数值模拟,获得了金属流动以及应力—应变场、温度场和速度场。它能为连续包覆模具设计和工艺参数的制订提供理论依据。

铝护套结构对XLPE电缆绝缘屏蔽层悬浮电位影响

近年来,高压交联聚乙烯(XLPE)电缆缓冲层烧蚀缺陷频繁发生,对电缆安全运行造成严重影响,研究如何降低缓冲层缺陷造成的影响迫在眉睫,文中通过改进铝护套结构以降低缓冲层烧蚀缺陷的严重程度。首先,理论分析形成缓冲层烧蚀缺陷的原因;然后,建立缓冲层分压模型;最后,以某缺陷电缆为仿真对象,计算在含有缓冲层白斑缺陷时,分别降低铝护套最小内径以及铝护套波谷处曲率后的绝缘屏蔽层悬浮电位以及缓冲层电场强度值变化。以文中缺陷电缆为例,由仿真定量分析得出,当铝护套最小内径减小后,绝缘屏蔽层悬浮电位下降30%,缓冲层间电场强度值下降30.9%;当铝护套波谷处曲率降低后,绝缘屏蔽层悬浮电位下降13.7%,缓冲层间电场强度值下降13.3%。当出现缓冲层白斑后,铝护套最小内径和铝护套波谷处曲率的减小可降低绝缘屏蔽层悬浮电位以及缓冲层间电场强度值,从而抑制缓冲层间局部放电的发生,降低缓冲层缺陷造成的影响。

电力电缆皱纹铝护套的强度-变形分析

在６４／１１０ｋＶ～１２７／２２０ｋＶ交联聚乙烯绝缘电缆的生产工艺中首次引入氩弧焊生产线。电缆铝护套的生产工艺分为四个步骤，卷筒、焊接、压制皱纹和成品电缆收线绕轴。本文通过ＡＢＡＱＵＳ软件对这一过程进行有限元模拟，分析其变形和动态应力。从数值分析的角度验证了铝护套力学性能上的可靠性。

3.5%NaCl溶液中电缆铝护套的交流腐蚀特性

近年来,沿海地区陆续发现电缆铝护套腐蚀现象,为了研究电缆铝护套在交流电作用下的腐蚀过程,在3.5%NaCl溶液中测定了外护套破损时,不同交流电流流过时铝护套的穿孔时间,同时记录了铝护套表面腐蚀形貌的变化。结果表明:电缆铝护套穿孔时间与铝护套表面流出的电流成反比。腐蚀速率与铝护套表面流出的电流密度成正比;腐蚀初期呈现点蚀形貌,靠近圆孔中心位置点蚀坑更加密集,随着时间的延长,腐蚀严重区域向边缘扩散。

35kV以上带有铝护套交联电缆牵引拉头的工艺新

带有波纹铝护套(或铝护套)的交联电缆(XLPE),在牵引敷设过程中,由于电缆结构上的特点,对拉头的制作应有特殊的要求。现就日本滕仓公司生产的110KV PVC 外护套波纹铝护套交联绝缘单芯电缆而言(见图1),由于电缆外护套的内层为硬铝合金波纹护套,它能防护一定的外力并起到密封作用(防水,防潮)。其外层以 PVC 护套封闭,中间以沥清漆严密粘合,外护套与波纹铝护套基本上成为一体。而铝护套内壁与铝箔层。

平滑铝护套高压电缆的性能研究

结合目前国内高压电缆系统运行需求,就皱纹铝护套与平滑铝护套两种电缆产品对电缆载流能力、感应电势、短路电流、可靠性以及弯曲性能等进行研究。得出平滑铝护套高压电缆的载流能力优势明显,可靠性提升,弯曲性能与皱纹铝护套电缆相当。

皱纹铝护套对高压电缆传输线参数影响的有限元分析

高压单芯电缆的结构会改变其传输线参数,常用的解析模型均认为电缆护套为平滑结构。利用有限元法研究了电缆皱纹铝护套结构给传输线参数带来的影响。文章阐述了电缆传输线参数的基本概念以及通过有限元法进行仿真计算的过程,针对平滑铝护套、无重力影响的皱纹铝护套以及重力影响下的皱纹铝护套电缆结构进行了传输线参数对比计算,计算结果表明皱纹结构增大了特征阻抗和衰减,降低了传播速度,而重力影响下的皱纹结构对参数影响更显著。