直流预压对针板电极下XLPE中空间电荷及电树枝的影响

空间电荷是影响高压直流电缆绝缘电树枝特性的主要原因之一。基于双极性载流子输运模型,对±20 kV、±22.5 kV和±25 kV直流预压下3 600 s内二维针板电极模型空间电荷分布进行仿真分析,并对比分析空间电荷分布与直流接地电树枝引发特性。结果表明：空间电荷浓度及注入深度随预压幅值及时间的增加而增大;直流接地电树枝引发长度随预压时间及幅值的增加而增加。空间电荷注入深度与电树枝引发长度两者之间高度相似。接地电树枝引发特性存在差异的主要原因是针尖附近空间电荷的分布特性。     

高压电缆皱纹护套损耗系数改进计算方法

电缆金属护套中会因为感应电流引发温升,电缆的温升分析是进行电缆本体以及敷设设计的重要内容,主要有以IEC 60287为代表的解析方法和以有限元为代表的数值计算方法。高压电缆一般采用皱纹铝护套结构,该结构损耗系数计算缺乏有效手段：解析方法难以有效描述皱纹结构的影响,而有限元方法则需要消耗大量计算资源。针对这一问题,首先以有限元计算结果为参考对比分析了IEC 60287计算得到的皱纹护套损耗系数,发现基于IEC标准计算的损耗高于有限元计算结果,证明了该方法的保守性,并对其进行了校正,校正后的计算平均误差约6%。其次为了提高有限元计算效率,提出了皱纹护套平滑等效方法：基于损耗相等的原则,将220 kV等级的XLPE电缆皱纹铝护套结构等效为平滑结构。最后,建立了电缆的电磁-热耦合有限元模型,计算结果表明：等效前后的电缆温升仅相差0.90%,且等效后仿真速度提升为原模型的2.2倍;利用所提方法可实现准确快速的皱纹护套电缆电磁-热仿真分析。     

±160 kV直流XLPE海底电缆载流特性仿真及试验

南澳岛±160 k V多端柔性直流输电工程在我国首次采用了高电压、大长度的挤包绝缘直流电缆系统,而目前在国内尚无此电压等级直流电缆工程的运行及维护经验,因此亟需对交联聚乙烯(XLPE)直流电缆的载流特性展开研究,从而为直流电缆线路运行限值的控制以及在线监测系统的定制提供技术支持。通过研究不同敷设环境下直流电缆的散热原理,采用专业有限元软件COMSOL Multiphysics建立了带保护套管埋地敷设方式下±160 k V直流XLPE海底电缆的温度场模型,用以模拟其温度分布和计算其载流量;通过在试验场地开展静态载流试验,对仿真模型的可靠性进行了验证;对试验结果进行讨论,分析得出了直流海缆的载流特性。     

低频电压下XLPE电树枝生长及局部放电特性

低频电缆作为柔性低频交流输电系统中的关键设备,其绝缘介质在低频电压下的特性对电缆的设计和运行具有重要意义。为了研究低频电压下交联聚乙烯（XLPE）电树枝的生长及局部放电特性,设计并搭建了不同频率下电树枝生长实时观测和局部放电同步测量系统,探究了XLPE试样分别在20、30、40、50 Hz频率下电树枝的引发、生长及局部放电特性。结果表明：电压频率对XLPE电树枝生长及局部放电特性的影响有明显规律性。在20～50 Hz范围内,随着频率的降低,XLPE的起树电压略有升高,但电树枝生长速度加快,损伤面积增加,局部放电量和放电次数增大,放电相位分布基本不变。     

复合绝缘横担聚氨酯/芯棒界面水扩散试验研究

复合绝缘横担具有轻质高强的特点,可起到缩减线路走廊面积,加强电网绝缘能力等重要作用,其内绝缘界面电气绝缘性能关系着电力系统的安全稳定运行.本研究在IEC 62217:2012基础上,对内填充型复合横担的界面试样进行144 h的水扩散试验,测量不同阶段的泄漏电流和击穿情况,结合试验结果分析绝缘横担试样在水扩散试验条件下的界面老化特性.结果表明:当水扩散时间为144 h时,试样的泄漏电流高达20 mA,是未经水扩散试验试样的1000倍,其界面击穿时间比未进行水扩散试验的试样加快了65％,水分子高温扩散作用下对界面具有破坏效应,且水扩散时间越长,对聚氨酯/芯棒界面的破坏程度越大.     

高压直流海缆综合在线监测系统研究

直流海底电缆在我国的应用尚处于起步阶段,运行经验不足,同时由于海底环境复杂,例行巡检困难,因此亟需对直流海缆的在线监测方法进行研究。分布式光纤技术是近年来发展的新型光纤传感技术,可实现对温度、应力等参量的在线测量。文章建立了基于分布式光纤传感技术的高压直流海底电缆综合在线监测系统,综合利用了分布式光纤的BOTDA,ROTDR以及Φ-OTDR原理,提出了布里渊频移解耦方案,可对直流海缆运行过程中的温度、应变、扰动等进行实时测量,同时该系统还融合了船舶AIS功能,实现对直流海缆区域内来往船只的监测及警告,保障了直流海缆的安全稳定运行。最后对该系统在南澳±160 k V直流海缆工程中的运行数据进行分析,验证了系统的有效性。     

衣康酸基环氧树脂和双酚A环氧树脂性能对比研究

为探索环保型生物基环氧树脂在电气领域的应用前景,该文比较了一种生物基树脂——衣康酸基环氧树脂（EIA）与双酚A环氧树脂（DGEBA）在理化参数、热性能、力学性能及电气绝缘性能等方面的优缺点。研究结果表明,EIA与DGEBA的环氧当量接近,同时两种树脂均具有典型的粘-温特性,EIA的流变性能略优于DGEBA,保证了其可加工性;EIA固化体系的玻璃化转变温度和5%热裂解温度略低于DGEBA;EIA固化体系的击穿场强（32.1kV/mm）略低于DGEBA(36.7kV/mm),且泄漏电流高于DGEBA约13.4%,表明EIA的电气绝缘性能稍弱于DGEBA;力学性能测试表明,EIA固化体系的平均抗拉强度和弯曲强度分别比DGEBA低15.3%和28.5%;与此同时,EIA固化体系的吸水率略高于DGEBA,且高温水解能力较强,或将限制其户外应用前景。综上所述,EIA作为基体树脂受交联密度与分子内酯键影响,较双酚A环氧树脂在力学性能、热稳定性、电气强度方面略有不足,耐热性、黏性相近,而在可降解特性、环保性等方面更优异。后期可通过增加交联度以及通过与双酚A等其他类型环氧树脂进行共混以提高其各项性能。     

直流预压幅值及时间对XLPE中接地电树枝引发特性的影响

为了研究直流预压对交联聚乙烯中直流接地电树枝引发特性的影响,在不同预压时间下进行了不同电压的直流接地电树枝试验。结果表明:直流接地电树枝的长度随着预压幅值的增加而增大,并且具有明显的极性效应。当直流预压幅值较低时,接地电树枝的长度随预压时间的增加变化较小;当预压幅值远高于接地电树枝的引发电压时,接地电树枝的长度随预压时间增加而显著增加;负极性接地电树枝的长度远大于正极性接地电树枝,且生长分散性更大。     

高压单芯电缆单相接地故障护套过电压特性仿真分析

高压单芯电力电缆在敷设过程中,为了限制感应电压、增加单段电缆长度、减少中间接头数量,金属护套层往往采用交叉互联接地.若电力电缆发生单相接地故障,在交叉互联点会感应出较高的过电压,影响电缆使用寿命.对此利用电磁暂态软件EMTP,研究了在单相接地故障情况下高压单芯电缆金属护套过电压特性,分析了电缆整体排列方式、接地电阻、负荷性质、交叉互联各小段电缆长度以及混合排列方式对金属护套过电压的影响程度.研究结果表明:电缆整体排列方式、交叉互联各小段电缆长度和混合排列方式对金属护套过电压的影响较大;接地电阻和负荷性质对感应过电压的影响较小.     

脂环族共混改性双酚A环氧树脂的热-力-电综合性能研究

为了提高双酚A环氧树脂（DGEBA）的综合性能,采用脂环族环氧树脂共混改性双酚A环氧树脂,并对共混体系的热、力学和电气性能进行综合分析。结果表明：当脂环族环氧树脂2021P的质量分数为10%时,共混体系的热-力-电综合性能较好,相比于纯双酚A环氧树脂,此时共混体系的玻璃化转变温度升高了3.18%,弯曲强度和拉伸强度分别...