电、热、力仿真研究平滑铝护套高压XLPE电缆缓冲层设计

平滑铝护套电缆可有效规避皱纹铝护套电缆缓冲层缺陷,但目前国内对其缓冲层结构设计最优参数尚不明确。通过对绝缘膨胀进行计算、试验验证及公式修正,研究平滑铝护套电缆绝缘膨胀及间隙设计;建立平滑铝护套电缆仿真模型,分析有无空气间隙对电场分布的影响,以及不同缓冲层厚度对平滑铝护套电缆温度、热应力分布的影响;建立平滑铝护套电缆简化结构四点弯曲仿真模型,研究在重力作用下其机械应力分布。结果表明:综合重力、绝缘膨胀等因素,220 kV 1200 mm^(2)平滑铝护套电缆缓冲层和铝套之间的负间隙大小建议设计为1.3~1.6 mm。在平滑铝护套电缆缓冲层设计时,应在满足绝缘热膨胀的同时尽可能减薄缓冲层的厚度,提高电缆载流量,避免铝护套承受过大的热应力。

高压XLPE电缆缓冲层故障机理与检测技术研究

高压XLPE电缆缓冲层故障频发,严重影响电缆安全运行,引起了广泛关注。根据缓冲层烧蚀故障特征,分析了高压XLPE电缆缓冲层电场特性并进行了初步仿真研究,得出局部放电是导致缓冲层故障的直接原因。提出了几种理论上可行的缓冲层故障检测方法并进行了简单验证,其有效性还待后续进一步试验与研究。

高压及超高压XLPE电缆附件施工时电缆绝缘处理工艺

在XLPE电缆附件安装施工过程中,需将电缆接头与其他附件进行连接,在现场施工时,经常出现电缆绝缘处理不到位的情况,导致电缆接头与其他附件无法良好连接,影响电缆使用寿命。因此,在现场施工前对电缆绝缘进行处理十分必要。本文主要对高压及超高压XLPE电缆附件施工时电缆绝缘处理工艺进行分析。通过对高压及超高压XLPE电缆附件施工中电缆绝缘处理工艺的分析,总结现场施工经验,可为现场施工提供一定的参考。

从缺陷影响看高压XLPE电缆绝缘减薄的必要性

传统观念认为增厚的绝缘可以提高高压XLPE电缆的安全裕度与运行可靠性,但近年来大量的理论研究与实际运行结果都对这个观点提出了质疑。为此,利用极不均匀电场中的应力集中理论以及固体电介质的弱点击穿理论,研究了绝缘与半导电屏蔽层交界面上的凸起引起的应力集中以及绝缘本体存在的杂质、微孔等缺陷导致的弱点击穿现象。结果表明,绝缘的增厚对减小凸起处电场强度的作用不大,反而降低了电缆绝缘的最小击穿电场强度,并大大增加了成本,导致了电缆在制造、运输、敷设中的一系列问题。采用高性能原材料、改进生产加工工艺才是提高电缆性能行之有效的根本措施。

接地不良缺陷对高压XLPE电缆终端的影响

为了研究接地不良对高压交联聚乙烯(XLPE)电缆终端的影响,通过ANSYS有限元分析软件建立电缆终端仿真模型以及在实验室环境下进行实物模拟实验,从高压XLPE电缆终端的电参数计算、温度场分析以及化学产物三方面,对接地不良缺陷给高压XLPE电缆终端造成的影响进行了研究,仿真及实物模拟实验结果均表明接地不良会导致高压XLPE电缆终端严重发热。研究结论说明终端接地不良将导致电压悬浮、流经绝缘屏蔽电流过大、温度异常升高,并会相伴产生金属氧化物、羧酸盐等多种化合物,对电缆安全运行造成严重影响。

高压XLPE电缆平滑铝复合护套的弯曲特性及结构设计

近年来,频发的波纹铝护套电缆缓冲层烧蚀故障引起了国内电力行业对平滑铝护套高压交联聚乙烯(XLPE)电缆的广泛关注,其弯曲性能是限制工程应用的技术难点。该文搭建平滑铝护套XLPE电缆的四点弯曲三维仿真模型,以内聚力模型模拟胶层的力学行为,研究有/无热熔胶粘接、缓冲层厚度、非金属外护套厚度及材料、电缆径向尺寸等对平滑铝护套复合结构弯曲性能的影响。结果表明,若铝护套不与外护套粘接,其抗弯曲变形能力差,易起皱并挤压内部绝缘;粘接后形成整体复合护套,其抗弯能力与总厚度有关,其中,铝护套厚度可根据短路容量要求确定,而由外护套补足抗弯强度所需总厚度,且外护套材料弹性模量不应低于800MPa;缓冲层厚度对铝护套弯曲性能影响较小,主要从吸收绝缘热膨胀角度进行设计。基于研究结论,试制了110kV平滑铝护套XLPE电缆并通过型式试验验证。

国产高压XLPE电缆绝缆中允许杂质尺寸的试验研究及方法

电树枝是影响XLPE电缆长期老化性能的重要因素,而确定高压XLPE电缆绝缘层中允许的最大杂质尺寸对于保证其长期老化性能是很重要的。本文利用针电极模拟杂质对从国产220kVXLPE电缆绝缘中所取得的试样进行了相关试验,得到电树枝起始电场强度约为270kV/mm,而杂质尖端最小曲率半径约为10μm。通过计算得到对于220kVXLPE电缆,杂质的最大允许尺寸约为130μm。这一结果与国家标准规定的允许杂质尺寸125μm基本符合,这一试验方法可以用于高压XLPE电缆中允许杂质尺寸的研究。

高压XLPE电缆阻水缓冲层烧蚀机理

近年来,高压XLPE电缆阻水缓冲层烧蚀故障频发,引起了行业内广泛关注。为了探索缓冲层烧蚀机理,搭建简化试验平台并对应电缆实际运行工况条件,开展了对比试验研究;同时,基于110 k V电缆典型结构建立轴向有限元仿真模型,按照阻水缓冲带的实测性能参数进行赋值;最后调节波纹铝护套与缓冲层的接触形式,开展了电势及电场分布模拟分析。研究发现:缓冲带受潮将导致其电阻率增大,介电常数升高,并在外加电流下引发白色物质生成;白色物质中包含阻水粉成分及铝反应产物,其不导电性易导致铝护套与绝缘屏蔽之间电气接触不良;当阻水缓冲层与波纹铝护套连续接触不良的轴向长度达到0.4m,在尺寸为0.1mm气隙中的场强已超过3 k V/mm,足以引发放电。缓冲层受潮是发生烧蚀故障的主要原因,缓冲层与铝护套的间隙也会影响气隙放电的发生,因此建议高压电缆在制造和施工阶段应避免缓冲层受潮,同时应严格保障缓冲层与铝护套有效连续的电气接触。

高压XLPE电缆缓冲层状态模糊综合评估方法

针对高压XLPE电缆缓冲层烧蚀故障频发,缓冲层烧蚀影响因素较多,难以准确评估在运电缆缓冲层状态的情况,提出了一种缓冲层状态模糊综合评估方法。根据缓冲层烧蚀故障机理及带材特性,建立状态评估因子及评估分级标准。在此基础上,采用改进层次分析方法确定评估因子的权重。采用模糊综合评价方法,计算缓冲层状态评估等级隶属度向量。根据最大隶属度原则确定最终评估结果。通过实例计算表明,该评估方法能够对缓冲层状态进行准确评估,有效降低人的主观因素影响,为制定在运高压XLPE电缆缓冲层状态运维管控措施提供了科学依据。

高压XLPE电缆隐患分析与对策

分析高压交联聚乙烯电缆在工程设计施工、电缆头制作工艺、运行管理等方面存在的隐串及其原因 。

浅谈高压XLPE电缆金属护套的选用

扼要介绍了对目前高压XLPE绝缘电力电缆的金属护套的种类、性能特征;总结了各种金属护套的使用场合和使用要求;并对实际工程中电缆金属护套的截面校验计算做了简单介绍。

关于高压XLPE电缆的绝缘厚度

就电缆绝缘厚度设计方法、XLPE 电缆绝缘减薄的技术发展作了概述。针对110kV、220kVXLPE 电缆绝缘厚度国内外存在的差异,从工程选用到全面对待提出了建议。

高压XLPE电缆绝缘料综合性能的对比分析

按照相关的国家标准和ASTM标准,测量了万马YJ—110和国外110 kV XLPE电缆料的常规和加工工艺性能,对比分析测量结果表明万马YJ—110电缆料的性能已达到国外同类产品的水平。

高压XLPE电缆主绝缘故障性质诊断与测距研究

高压XLPE输电电缆在生产、运输、敷设、试验和运行过程中,因各种因素导致电缆主绝缘受损,最终引起电缆故障跳闸。本文总结电缆故障的常见原因,针对电缆开路、低阻、泄漏性高阻和闪络性高阻故障,给出了故障性质判断的依据,利用故障测距仪进行测距,剖析了常见故障波形实虚标线的标定方法,对于现场实验人员快速进行故障诊断与测距具有一定的指导意义。

高压XLPE电缆缓冲带动态导电特性与机理

高压交联聚乙烯(XLPE)电缆缓冲层烧蚀是近年来受到广泛关注的电缆故障类型。缓冲层烧蚀通常在受到挤压以及吸收水分的情况下发生,因此研究压强和吸水对于缓冲层烧蚀的影响机理具有重要意义。文中针对干燥和吸水的阻水缓冲带(简称缓冲带)在不同压强下开展模拟实验,以获得缓冲带电流密度、电压以及交流体积电阻率在烧蚀过程中的动态变化规律。同时,采用扫描电子显微镜,获得缓冲带试样的微观形貌特征。结果表明:在烧蚀过程中,干燥缓冲带试样的交流体积电阻率随时间逐渐升高,并出现短暂的电流激增和电压骤降的现象;吸水缓冲带试样的交流体积电阻率会出现随时间逐渐降低的过程,并且吸水后缓冲带试样的交流体积电阻率相比干燥时有所下降;当压强从1.09 kPa增加至5.45 kPa时,干燥与吸水缓冲带试样的交流体积电阻率均逐渐降低。结合缓冲带烧蚀模拟实验结果以及微观形貌特征可得出压强和吸水对缓冲带动态导电特性的影响机理。

XLPE高压电力电缆局部放电检测方法

XLPE高压电力电缆局部放电检测是目前国内外广泛用于分析和判断XLPE高压电力电缆及其附件绝缘故障缺陷的有效方法。首先讲述了对XLPE高压电力电缆及其附件进行局部放电检测的实际意义,其次重点介绍了国内外几种常用的电缆局部放电检测方法,并对每一种检测方法的检测原理、适用场合、优缺点做了详细的论述,最后立足于实际对电力电缆局部放电检测方法的未来发展方向进行了展望。

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。

XLPE高压电缆终端用硅油性能综合试验分析

通过理化试验手段,对不同型式、电压等级和运行年限的电缆终端用硅油的原始性能、老化运行特性进行采样、试验和分析研究。结合调研收集的技术数据和信息,分析归纳硅油各项指标的变化趋势,找出与运行硅油相关的若干敏感试验项目,且与硅油老化表征有相关性,为终端用硅油的检查、检测和运行状态监测提供初步实践依据。

高压XLPE绝缘电力电缆缓冲层与金属护层结构设计仿真计算与优化

针对近年来电力系统运行的XLPE绝缘高压电缆因缓冲层发生的故障与隐患增多,就缓冲层、金属护层对电缆的作用,通过测量缓冲层等材料的相关参数,运用有限元(Ansys)软件仿真计算了高压电缆的电场分布,分析了不同优化条件下缓冲层结构的影响,提出了高压电缆缓冲层与金属护层结构设计优化建议。

冲击负荷下XLPE高压电缆缆芯截面选择

针对电气化铁道牵引供电系统中的冲击负荷 ,并考虑电铁负荷的谐波分量影响及其单相回路特点 ,研究计算 2 2 0 k V XLPE电缆载流量 。