10kV交联电缆接头施工工艺分析及改进措施

研究了引起绝缘击穿、发生危及电缆安全运行的电缆接头故障.分析了10 kV交联电缆接头制作工艺引起绝缘损坏的原因,结果表明:发生电缆接头故障的主要原因是施工中的杂质、水气及气隙进入电缆接头,使得电缆接头绝缘存在缺陷造成发热、局部放电或击穿,施工工艺是影响电缆接头质量的重要因素.提出了对提高电缆接头质量有参考价值的改进措施.     

110 kV高压电缆中间接头系列故障分析

以某110 kV高压电缆中间接头系列故障为研究对象,通过高频局部放电检测、实物解体、电缆性能检测等方法进行分析。在排除其他因素的影响后,认为故障的主要原因为导体金属屏蔽罩与导体压接管之间的连接编织铜线在运行中存在断裂或脱落,金属屏蔽罩在绝缘预制件内处于悬浮电位,导致金属屏蔽罩和电缆绝缘端部之间发生局部放电,并最终引起绝缘击穿。另外,结合本案例分析总结了国内电缆及接头故障的主要类型,以期对电力电缆线路的安装、运维、管理提供借鉴。     

一起220 kV交联聚乙烯电缆中间接头击穿故障原因分析及措施

针对某核电厂一起220 kV交联聚乙烯电缆中间接头击穿故障,对击穿的部位进行解剖和分析后,指出电缆中间接头制作过程中,金属铜护套与电缆铝波纹护套对接的锡焊施工工艺存在缺陷,未使用铜编织带连接,锡焊部位的机械强度较薄弱,在电缆运行中出现开裂现象,在开裂部位两端形成电位差,持续的放电损伤了电缆半导体屏蔽层,最终导致电缆主绝缘击穿.最后,针对电缆中间接头制作施工工艺的不足提出了改进措施.     

电缆线路中间接头绝缘缺陷电场仿真与放电小室局放检测研究

高压电缆作为输送电能的优选设备而被广泛应用,但其长期处于高压环境下,将会导致故障的发生。电缆接头是电缆中最为薄弱的环节,由于其制造过程的不严谨和长期运行与高压环境,将会产生诸多绝缘缺陷,导致局部放电。缺陷会导致内部场强的增加和温度的升高,将严重影响电缆的正常工作,甚至导致绝缘击穿引发巨大故障。为预防绝缘缺陷引起的故障,对电缆进行气隙,杂质和受潮3种典型的绝缘缺陷进行仿真分析,通过对比来得出不同缺陷对电场强度和电压的影响,接着对中间接头的典型绝缘缺陷进行了局部放电检测,结果显示即使微小的缺陷也会引起场强和电压的突变,从而导致绝缘劣化。     

35kV电缆熔融接头故障分析

以采用熔融技术制作的某35 kV电缆故障中间接头为研究对象，通过实物解体、电缆性能检测等方法分析故障原因，并采用相同工艺重新制作同电压等级的电缆中间接头，排除熔融技术本身存在问题的影响后，找出故障的主要原因是疲劳施工导致的关键工艺处理不当，线芯表面混入杂质引起局部场强过高，导致电缆中间接头处击穿放电。     

220 kV 高压预制式电缆中间接头故障分析与处理

以某220 kV高压电缆中间接头在试送电、交流耐压试验过程中多次发生绝缘击穿的异常现象为研究对象,对比分析了接头内的放电通道和施工工艺等问题。故障接头解体后,基于放电通道均起始于导体接续管外的半导电带边缘处、均存在沿面放电等特征,认为供应商在关键部位变更产品的施工工艺,即绝缘预制件的扩径方法、导体接续管外的处理工艺,造成产品安装后无法达到设计性能,是造成本次事故的主要原因。     

66kV电缆中间头击穿故障诊断及电场仿真分析

介绍了一起66kV电缆中间头击穿故障,应用ANSYS软件建立了电缆中间头生产工艺不良的电场分析模型,并进行了静电场仿真分析,通过设备解体和电场仿真结果确定了故障原因,即电缆中间头端部应力锥半导体材料工艺处理不良,存在毛刺,造成局部电场应力集中,由局部放电发展成贯穿性放电,最终造成电缆中间接头绝缘击穿,系统100%接地,得出今后应严格控制电缆中间头制造工艺的结论。     

某风电场35kV集电线路跳闸分析及防范措施

某风电场３５kV集电线路发生跳闸故障,经现场检查和故障电缆中间接头的解体分析,确认故障电缆中间 接头制作工艺不良导致电缆运行时主绝缘击穿并发生单相接地和相间短路故障最终导致了跳闸;电缆中间接头制作时 防水密封工艺不良致使水分侵入引起绝缘受潮、导体连接管管口与主绝缘有较大空隙导致高压屏蔽管失去均匀电场功 能、导体连接管有明显毛刺和刀痕造成电场畸变等缺陷导致电缆主绝缘持续恶化直至击穿是造成跳闸的根本原因.最 后提出了避免此类故障发生的具体措施.     

老化中压电缆复合界面的放电特性研究

针对中压电缆热缩型中间接头界面受潮老化的放电特性做了相关研究,分别在不同的湿度环境下做了两类中间接头样本。通过对干燥电缆接头和受潮电缆接头界面间的放电特性做了对比,将整个放电过程分成了三个阶段,分别对比这三个阶段的不同放电特征。对击穿后的样本进行了解剖,观测到受潮界面和干燥界面绝缘失效后的电痕有差异。分析了造成放电特性和电痕差异的主要原因。得出了由于界面间水的作用,使得界面空腔被填满的同时降低了绝缘强度,虽然消弱了初始阶段的局部放电,但增加了后期的击穿概率。而造成不同的电痕特征的主要原因在于干燥界面间的放电对绝缘的劣化具有累积效应,所以放电主要集中在一条通道上。而潮湿界面在水的作用下,界面击穿发生在不同的位置,碳化痕迹分布较广。     

一起220kV电缆主绝缘击穿原因分析

电缆在实际的敷设、接头制作以及运行过程中往往会遭受到难以预料的损伤从而导致其绝缘性能下降,引发击穿,影响电力系统的正常安全运行环境。为了研究导致电缆主绝缘击穿的因素,以一起220 kV故障电缆为例,对其进行解剖分析,发现导致其发生击穿事故的诱因包括接头制作过程中预制件发生位错、主绝缘表面存在刀痕以及主绝缘存在微孔。预制件的位错会导致电缆主绝缘表面电场不均匀,易产生放电现象而引发击穿;通过仿真计算分析了主绝缘在表面存在刀痕以及内部靠近铜芯处存在微孔的情况下的电场分布,发现主绝缘表面刀痕处的电场会急剧增大,容易诱发强烈的局部放电而引起击穿,而铜芯附近的微孔内的局部电场强度会畸变增强,易引发局部放电从而形成放电通道。综上分析,预制件位错、表面划痕及内部微孔等会导致电缆主绝缘电场畸变的因素是导致电缆发生击穿的主要诱因。     

挤包绝缘高压直流电缆及附件绝缘性能的研究

在直流输电中,挤包绝缘高压直流电缆及附件是关键设备之一,而空间电荷的抑制作为科学和工程问题,是人们长期以来研究的热点.众多学者和工程界人士都将注意力集中到如何抑制电缆绝缘中的空间电荷.事实上,高压直流电缆和附件,如果两者所用的绝缘材料电性能不匹配,则会在两者界面之间产生大量的极化空间电荷,从而导致界面处的电场分布产生畸...     

退役电缆附件微观结构与电荷特性研究

电缆附件是输电线路中最容易出现故障的薄弱环节,从微观结构和电荷特性方面入手,分析和探索退役电缆附件的失效行为和影响规律,是提高电力系统安全稳定运行的关键。该文研究对象取样于退役或故障电缆附件绝缘,通过对其表面化学组成和形貌的观测分析、材料陷阱参数的测量计算以及空间电荷的测试,分析老化作用下三者之间的相互影响关系。结果表明:三元乙丙橡胶(ethylene propylene diene monomer,EPDM)绝缘的电缆附件,其老化标志除了出现C—O、C=O结构外,还包括因终端填充硅油而引入的含Si基团及其比例的改变;而在硅橡胶(siliconerubber,Si R)绝缘的电缆附件中,Si—O—Si比例的下降是其严重劣化的标志;与EPDM相比,Si R浅陷阱能级和密度占据优势,其表面电位衰减和电荷消散速度明显更快,能够有效避免空间电荷的集聚,但是由于Si R较差的抗撕裂性容易产生裂纹;退役电缆附件长期运行在复杂的环境下,材料的氧化、主链和侧链的断裂及其他杂质的生成,是附件绝缘陷阱参数及电荷特性变化的主要原因。     

三元乙丙橡胶与乙烯-丁烯弹性体在电线电缆绝缘中的并用

通过三元乙丙橡胶与乙烯-丁烯弹性体的并用,以过氧化物DCP为硫化剂,TAIC为共硫化剂。研制出具有良好的介电绝缘性能、物理机械性能及加工工艺性能的胶料。生产的成品电缆性能完全能满足符合GB/T5013—2008及JB/T 8735—2011标准要求。     

EPR直流馈电电缆裂损放电特性及其应用

根据乙丙橡胶直流馈电电缆敷设方式,开展了直流馈电电缆绝缘裂损放电试验,以及放电信号检测电缆绝缘裂损故障的可行性研究。试验研究结果表明由于运行电压低,绝缘良好的直流馈电电缆检测不到放电,当电缆绝缘层发生破损后,直埋电缆在一定的条件下发生漏电痕放电;桥架电缆绝缘破损较小时也会发生类似直埋电缆的漏电痕放电,绝缘破损较大时(电缆芯裸露)会对桥架发生拉弧放电。直埋电缆可行性模拟试验结果表明电缆放电现象与其绝缘裂损具有良好的对应关系,能够预警其绝缘裂损,但也与外界环境相关。土壤湿度小时容易发生放电,土壤湿度大时,不易发生放电,会产生较大的直流泄漏电流;综合监测直流泄漏电流和放电信号方能有效地实现直流馈电电缆绝缘裂损故障监测。     

划痕类微孔对交联聚乙烯—硅橡胶界面电痕破坏的影响

交联聚乙烯电力电缆安装过程中可能会产生刀具划痕类微孔和微导电屑等缺陷。在分析界面电痕破坏过程中的放电光和炭化分布的基础上,研究了划痕类微孔对交联聚乙烯—硅橡胶界面电痕破坏的影响。试验中使用1片聚乙烯和1片硅橡胶样品模拟交联电缆接头的界面并在界面两端设置电极。界面划痕分为分布在两电极之间、连接高压电极、贯穿两电极3种情况。高压实验电源施加于两电极上直至界面电痕破坏。使用摄像机录制了界面从放电至电痕破坏整个过程的放电光和炭化通道分布。随后,对放电光和炭化通道的宽度分布的分析结果表明,划痕增强了电荷的输运,易导致界面放电和电痕破坏。界面存在微导电屑时的界面放电光和炭化分布特征证明了这个结论。     

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。     

Development of extruded ethylene propylene rubber insulated superconducting cable

A superconducting power cable is one of the promising ways of underground transmission of huge electric power in the future. The authors have long proposed the idea of the extruded polymer insulation for superconducting cables. The prominent features of the design are to exploit the excellent electrical properties of polymer in the cryogenic temperatures and to separate the helium coolant from the electrical insulation. Although the extruded cross-linked polyethylene cable has proved ability at the liquid nitrogen temperature, the cable insulation cracked due to mechanical stress during cooling to the liquid helium temperature. To overcome this problem, ethylene propylene rubber (EPR) was selected as a new insulating material considering the good results of mechanical and electrical tests of EPR samples at cryogenic temperatures. An extruded EPR insulated superconducting cable 15 m in length was fabricated and a cooling test down to the liquid helium temperature and a voltage test at the liquid helium temperature were carried out with fair success. This is a breakthrough in terms of the electrical insulation design of cryogenic cables.     

110kV电缆接头橡胶绝缘件电气试验方法的改进

电缆接头橡胶绝缘件质量的好坏直接影响电缆接头的运行,必须在出厂前对其进行电气试验。现行试验方法是仅单个橡胶绝缘件进行电气试验,试验效率低,试验费用高。对现行试验方法进行改进,增加贯通型环氧棒,将2个橡胶绝缘件串联试验,环氧棒内设计气道使机械组装后试验装置内的空气排出。改进后的方法已经成功应用于110 kV电缆接头橡胶绝缘件的电气试验上,2个橡胶绝缘件串联试验合格率与现行方法持平,试验效率提高70%,试验成本降低30%。     

不同压力对EPDM中电荷输运的影响

三元乙丙橡胶（EPDM）作为一种高质量的绝缘材料，被广泛用于电缆接头的附件中，但其在电缆实际运行中承受较大的压力，这可能会影响绝缘性能。通过计算不同压力下EPDM中电荷输运的关键参数，如载流子迁移率的变化，研究压力对EPDM中电荷迁移的影响。通过设计单极载流子阻挡实验，并结合改进的电声脉冲法（PEA）测量设备，计算0.6~1.2 MPa（间隔0.2 MPa）范围内6种压力下EPDM中电子的迁移率。另外，通过跳跃电导模型对迁移率数据进行深入分析，发现在不同压力下EPDM中的迁移率没有显著变化，并且电子跃迁所需的能量和电子的跃迁距离也没有太大变化。结果表明：在电缆正常运行的工作环境下，压力不会影响EPDM的电气性能。     

12 kV环网柜T型电缆终端绝缘界面爬电的原因分析

T型电缆终端绝缘界面的沿面爬电是12 kV环网柜的常见缺陷,在运行过程中会导致电缆绝缘性能逐渐降低,给电缆的可靠运行带来严重的安全隐患。笔者通过多起12 kV环网柜T型电缆终端在运行维护过程中,同批同规格的厂品的爬电情况,进行了检查、试验及原因分析,同时利用有限元方法仿真了T型电缆终端各绝缘界面的电场强度。研究结果表明,T型电缆终端爬电缺陷的主要原因是由于涂覆的绝缘润滑脂失效后造成绝缘界面出现微小气隙,进而引起的局部放电。该分析过程可为T型电缆终端的结构选型优化、试验检测、绝缘润滑脂的选择及现场施工质量管控等方面提供借鉴。