我国高压及超高压交联聚乙烯绝缘电力电缆的应用与发展

本文介绍我国 110 k V及 2 2 0 k V交联聚乙烯 (XL PE)绝缘电缆及其附件的发展。高压 XL PE电缆是我国城市电网建设与改造工程采用地下电缆输电系统的首选产品。本文叙述 XL PE电缆的绝缘设计原则、绝缘质量控制要求 ,特别是绝缘中杂质、微孔以及绝缘与半导电屏蔽界面的微孔与凸起、绝缘收缩与交联工艺的关系 ,及电缆附件的选型与预制附件橡胶应力锥的设计方法。介绍了我国特大城市 ,上海、北京与广州高压电缆系统的应用情况。最后对我国 110 k V及 2 2 0 k V XL PE电缆及附件进一步发展以及 5 0 0 k V XL PE电缆系统发展与应用前景作了预测     

220kV电缆终端应力锥在力场中的数值模拟分析

电力电缆系统的故障主要发生在电缆附件部分。在220kV交联电缆附件开发过程中，橡胶应力锥的压力分布状态是要解决的关键问题，应用220kV电缆终端的结构型式和工作原理，建立了该种电缆终端结构的数值仿真模型；结合橡胶材料的Rivlin应变能函数模型，采用增量分析方法．建立了非线性有限元方程组；应用Newton—Raphso迭代得到应力锥的位移．并计算了应力分布；报据应力锥内外侧的应力分布曲线，综合分析了应力锥轴向和径向应力状态。结果表明：橡胶材料及其结构形式对220kV电缆终端应力锥应力分布的影响十分明显．实际工程设计中应选择适当的橡胶材料及相应的结构形式。     

电缆附件新品种──弹性电缆附件

电缆附件新品种──弹性电缆附件河北电力职工大学董磊主题词电线电缆附件，交联聚乙烯绝缘电力电缆随着电力工业的飞速发展，我国６～３５ｋＶ电网系统目前普遍使用交联聚乙烯绝缘电力电缆。与其配套的电缆附件，按其结构和施工特点，则有绕包式；热缩式；预制式；冷缩式...     

国内交联聚乙烯绝缘电力电缆附件

近年来，城网大量采用６￣１１０ｋＶ交联聚乙烯绝缘电缆附件。该文介绍了国内生产的基本类型：绕包型附件，热收缩型附件，预制型附件，组合型附件，浇铸型附件。并指出，无论何种交联电缆附件由生产厂制造出厂的仅仅是附件的零部件或半成品，必须要在现场安装到相应电缆上，才能构成完整的电缆附件成品。因此从端部处理、绕包带材、热收缩件、预制件装配、清洗和密封等方面的关键安装工艺作了具体介绍。     

我国电力电缆技术引进及面向21世纪技术发展的期望

本文叙述由于城网改造和建设工程的需要,我国电缆工业引进交联聚乙烯绝缘电缆生产线及制造技术,迅速缩小与国外先进水平的差距。指出目前急需解决１１０ｋＶ及２２０ｋＶ交联聚乙烯绝缘电缆附件的配套问题。分析了技术引进取得的成效与经验教训。论述了我国发展超高压５００ｋＶ交联聚乙烯绝缘电缆及特高压１１００ｋＶ聚丙烯薄膜复合木纤维纸绝缘充油电缆与气体绝缘管道电缆的必要性与实现可能性及其期望时间。     

用于抑制界面空间电荷的直流电缆附件设计

空间电荷积聚在电缆附件绝缘界面上会引起局部电场发生畸变,已成为直流电缆附件发展的主要制约因素。为此,提出了一种新的直流电缆附件设计理念,采用与电缆绝缘相似的交联聚乙烯材料模注在电缆绝缘层上制作成应力锥和附件的增强绝缘层,使得直流电缆附件的增强绝缘层与电缆绝缘层在交界面处融成一体,一定程度上消除了界面,进而从根本上改善了原界面上空间电荷的积聚情况。依据该设计理念研发的±200 k V直流无界面电力电缆附件已经按照国际大电网会议CIGRE TB 496推荐的试验方法通过型式试验,验证了该设计理念的正确性。     

柔性直流电缆附件应力锥设计研究

应力锥结构设计是柔性直流电缆附件开发的重点和难点,目前还没有柔性直流电缆附件应力锥电场的系统研究及相关设计理论。本文通过试验研究了柔性直流电缆绝缘交联聚乙烯(XLPE)和附件应力锥绝缘三元乙丙橡胶(EPDM)材料的电阻率与温度和电场强度的关系。结果表明:电阻率与温度和场强分别呈e指数及幂指数关系,且随这两个参数的增大而减小。基于热路方程,计算了柔性直流电缆绝缘和应力锥绝缘组成的双层介质的温度分布,进一步利用欧姆定律及绝缘材料的电阻率表达式,得到了双层绝缘介质中的电场分布。根据应力锥曲线上任意点的总电场方向垂直于切线方向的特点,利用应力锥绝缘电场表达式及数值求解方法,提出了应力锥曲线设计方法。最后,以±320 kV柔性直流电缆终端为例,根据现有相关参数,得到了具体的应力锥曲线形状。     

高压电缆接头过盈量与面压关系的仿真研究

电缆附件与电缆主绝缘间的握紧力是保证输电线路安全运行的关键,而实际测量附件绝缘与电缆界面的压力非常复杂,这对电缆附件的结构设计及判断老化情况带来诸多困难。针对电缆附件用硅橡胶绝缘,通过实际测量电缆绝缘XLPE及附件硅橡胶料的弹性模量,利用ANSYS软件建立10 kV电缆附件三维仿真模型,分析了电缆附件过盈量与面压之间的关系。     

高压交联电缆终端预制橡胶应力锥的研究进展

介绍了高压交联电力电缆终端中预制橡胶应力锥的应用情况,探讨了应力锥的锥面曲线设计方法,分析了橡胶应力锥的电气性能、力学性能以及热性能.指出电缆终端的关键部分是预制橡胶应力锥与电缆绝缘的界面,并指明今后需要研究的方向.     

发展我国高压交联电缆附件生产的迫切性

发展我国高压交联电缆附件生产的迫切性广州电力局电缆所蔡兴波主题词高压电缆，电缆终端头，连接头，发展，制造，展望为适应我国城市电网改造和建设的需要，自８０年代起，至今我国电线电缆制造厂家已先后引进了多条制造１１０ｋＶ级高压交联电缆的生产线。但自１９８４...     

中压交联电缆热缩附件的特性及应用

为了促进中压交联电缆附件产品质量和安装工艺的提高,本文简介了目前国内热缩附件制造和使用情况,阐述了中压交联电缆热缩附件的材料机理、结构特征和基本要求。分析说明了应力管对电缆屏蔽断口处电场处理的原理及应力管参数控制方法和产品型式试验项目。最后总结了热缩附件在制造过程中应注意的问题,安装的环境条件和操作要点。     

高温对交联聚乙烯电缆/硅橡胶预制件接头界面压力影响的仿真研究

高压电缆接头与电缆主绝缘间的握紧力是确保输电线路安全运行的关键。实际电缆及附件运行中的温升可能导致界面压力变化,但由于接头与电缆过盈配合,面压测量困难,难以实时检测面压和判断老化情况。针对电缆附件用硅橡胶绝缘,通过实际测量电缆绝缘交联聚乙烯及附件硅橡胶料在不同温度下的弹性模量值,基于塑性力学理论,利用ANSYS软件建立10 kV电缆接头三维仿真模型,分析了温度变化对电缆接头界面压力的影响。     

110kV XLPE电缆GIS内锥插拔式快速中间接头的设计EI北大核心CSCD

故障快速修复目前高压交联聚乙烯电力电缆迫切需要解决和完善的问题。为缩短电缆故障时的抢修时间以及节约硬件成本,将电缆终端气体绝缘开关(GIS)技术创新化地运用到电缆中间接头上,开发出了一种用于110KV交联聚乙烯电缆或电缆接头在发生主绝缘故障后临时连接用的GIS内锥插拔式快速接头。利用有限元分析对接头的应力锥、高压屏蔽电极、附件材料电性参数的配合进行了优化设计,得出了最优配合,完成了接头样机的研制并进行了现场试验验证。结果表明:应力锥的轴向长度及端部半径最优值分别为135 mm和25 mm;应力锥与半导体屏蔽层的介电系数比值以及应力锥与主绝缘的电导率比值越小越好;高压屏蔽电极的倒角半径及电极长度最优值分别为10 mm及40 mm。使用设计的接头,可在4 h内完成电缆附件的安装。该接头可以实现异径电缆对接,通用性强,主体部分可以重复使用,满足系统的运行要求。     

110kV XLPE电缆GIS内锥插拔式快速中间接头的设计

故障快速修复目前高压交联聚乙烯电力电缆迫切需要解决和完善的问题。为缩短电缆故障时的抢修时间以及节约硬件成本,将电缆终端气体绝缘开关(GIS)技术创新化地运用到电缆中间接头上,开发出了一种用于110KV交联聚乙烯电缆或电缆接头在发生主绝缘故障后临时连接用的GIS内锥插拔式快速接头。利用有限元分析对接头的应力锥、高压屏蔽电极、附件材料电性参数的配合进行了优化设计,得出了最优配合,完成了接头样机的研制并进行了现场试验验证。结果表明:应力锥的轴向长度及端部半径最优值分别为135 mm和25 mm;应力锥与半导体屏蔽层的介电系数比值以及应力锥与主绝缘的电导率比值越小越好;高压屏蔽电极的倒角半径及电极长度最优值分别为10 mm及40 mm。使用设计的接头,可在4 h内完成电缆附件的安装。该接头可以实现异径电缆对接,通用性强,主体部分可以重复使用,满足系统的运行要求。     

半导电层的高频特性对电缆附件内电场分布的影响

电缆附件常常在系统电压开合闸过程中发生故障,除了高频暂态过电压的原因外,电缆附件材料的高频特性也值得关注。本文基于35 kV冷缩式电缆附件及电缆,测量了附件用绝缘料三元乙丙橡胶(EPDM)、硅橡胶(SIR)及其半导电料与电缆用绝缘料交联聚乙烯(XLPE)及其外半导电料在MHz～GHz的介电频谱。根据测量结果,仿真计算了35 kV电缆中间接头在直流电压、交流叠加暂态(MHz～GHz)、直流叠加暂态(MHz～GHz)过电压下的内电场分布。结果表明:对于EPDM、SIR附件绝缘料及XLPE电缆绝缘料,当频率从MHz升高至GHz时,介电常数几乎不变,但电导率上升了2～3个数量级;对于电缆及附件用半导电料,当频率从MHz升高至GHz时,电导率增大,介电常数减小,其中电缆外半导电料的电导率和介电常数变化更大。仿真结果显示,在高频暂态电压作用下,电缆本体与附件界面处场强将超出设计安全值,在施加频率为1 MHz的电压时,电缆附件电场分布符合设计安全值,当施加频率达到100 MHz和1 000 MHz的电压时,附件橡胶绝缘与电缆绝缘界面电场分别达到2.765 kV/mm和5.613 kV/mm,有可能造成界面击穿故障,从而影响电缆附件的运行可靠性。     

320kV XLPE高压直流电缆接头附件仿真分析和结构优化设计

应用在高压直流输电系统的挤出式交联聚乙烯(crosslinked polyethylene,XLPE)电缆,通常用工厂预制的硅橡胶(silicon rubber,SR)中间接头在现场进行连接。为了研究接头的电场分布并对接头结构进行优化设计,对影响附件电场的电缆绝缘和附件绝缘的材料电导率关系、以及附件应力锥和高压屏蔽管的几何参数进行了深入研究。从两种绝缘材料的电导率和电场、温度的非线性关系入手,结合试验数据,通过数据拟合得到了XLPE和SR的电导率表达式,在仿真分析中代入电导率的表达式,可以判断两种材料的电导率配合是否使得电场分布不超过设计值。通过合理设计应力锥和高压屏蔽管结构,降低了应力锥根部和高压屏蔽管端部电场强度,抑制了绝缘交界面切向方向的电场强度。可知:当应力锥使用该文提出的形状、高压屏蔽管的厚度适当增加且电缆绝缘和附件绝缘的电导率相匹配时,附件电场的分布最优。     

高压电缆附件用橡胶基增强绝缘电学性能研究进展

高压电缆需要通过电缆附件与输电系统进行稳定可靠的连接,电缆附件增强绝缘主要采用硅橡胶(SIR)和三元乙丙橡胶(EPDM),SIR和EPDM具有良好的介电性能和力学性能,但随着高压输电等级的不断提高,电缆附件电学性能的发展也需紧跟时代的步伐.为此,本文综合国内外研究现状,论述了高压电缆附件增强绝缘用SIR和EPDM电学性能的影响因素,分析了改善电学性能的研究进展,阐述了双层绝缘介质界面电学性能研究进展,最后总结了高压电缆附件用橡胶基增强绝缘电学性能改性的难点,并对高压电缆附件用橡胶绝缘材料的未来研究趋势进行了展望.     

500 kV XLPE 电缆的招标采购和敷设

通过交联聚乙烯电缆与充油电缆技术、经济的全面比较，介绍了电缆招标采购和选型的详细过程，给出了５００ｋＶ交联聚乙烯电缆的具体的技术参数，重点介绍了电缆敷设和试验情况     

一种容易被误判的XLPE电缆附件故障机理

附件击穿或爆炸是一种最常见的XLPE电缆故障,常被判别为附件现场安装缺陷导致的问题。通过对两起附件击穿事故分析发现,其根本原因是附件应力锥所使用的橡胶材料不合格或电缆使用环境与设计运行环境不一致。另外,国产电缆绝缘外径不规范导致标准附件安装时与其匹配不好,这也是电缆附件的故障原因。     

高压交联聚乙烯绝缘电缆线路中的预制式电缆附件

介绍了电缆附件的分类和预制式电缆附件的结构,通过分析高压交联聚乙烯绝缘电缆(XLPE电缆)及其附件的电场分布,详细叙述了预制式电缆附件的优化设计方案,并给出应力锥面曲线的计算公式,介绍了预制件加工成型的过程,同时指出:应注意选用材料的性能,对安装过程中剥切绝缘层、表面打磨、过渡面处理以及绝缘表面的硅脂涂抹等工艺均应严格把关,才能保证预制式电缆附件在XLPE电缆线路中得到有效的应用.