雷电冲击电压下双层XLPE电缆绕组的暂态特性研究

当雷电波侵入XLPE电缆绕组后,双层XLPE电缆绕组的芯线及外半导电层上的暂态电压分布与单层绕组有很大的不同.研究发现,由于其结构上的特殊性,导致其在外半导电层上会出现一定幅值的暂态电压,这与传统变压器绕组遭受雷电波侵入时所表现的暂态特性有很大的不同.通过试验测量其芯线与外半导电层上的暂态电压分布,分析其在雷电冲击电压下的暂态特性,为这种新型变压器的设计、保护技术提供了参考依据.     

基雷电冲击电压下双层XLPE电缆绕组的暂态特性研究

当雷电波侵入XLPE电缆绕组后,双层XLPE电缆绕组的芯线及外半导电层上的暂态电压分布与单层绕组有很大的不同。研究发现,由于其结构上的特殊性,导致其在外半导电层上会出现一定幅值的暂态电压,这与传统变压器绕组遭受雷电波侵入时所表现的暂态特性有很大的不同。通过试验测量其芯线与外半导电层上的暂态电压分布,分析其在雷电冲击电压下的暂态特性,为这种新型变压器的设计、保护技术提供了参考依据。     

高压电机绕组电缆特性研究

介绍了新型电缆绕组高压电机并分析了绕组电缆的结构及特性,为解决绕组电缆外半导电层局部温升过高的问题,首先利用ANSYS软件仿真分析外半导电层的电场和磁场耦合场,确定了温升与接地电流的关系,然后采用PowerSim软件研究了外半导电层电阻对系统的影响。研究表明,外半导电层的电阻、接地电阻分布是决定其温升的关键因素。最后综合其它条件给出了外半导电层的合理电阻范围。     

XLPE电缆绕组的电路模型及其外半导电层暂态电压分布特性研究

以XLPE电缆为绕组的新型电力设备可能承受很高的暂态电压,而所用的XLPE电缆外部没有金属回流层,只有一层半导电层,因此深入了解其外半导电层的暂态特性很有必要.本文给出电缆绕组高频暂态下的电路模型,并将实际绕组的实测数据与仿真结果进行比较,两者吻合很好.这表明该电路模型可表达这类绕组外半导电层暂态时的表现,同时得出在冲击电压作用下,绕组前部的外半导电层是最薄弱部位及芯线与外半导电层间为电容耦合的结论.     

外半导电层对地电容与XLPE电缆绕组暂态特性

为了解交联聚乙烯(XLPE)电缆绕组变压器绕组外半导电层的对地电容对电缆绕组暂态特性的影响,改变试验绕组外半导电层对地电容进行对比试验,并基于前期仿真模型建立了考虑外半导电层对地电容影响的模型。试验和仿真的对比结果表明,绕组外半导电层对地电容对这类绕组暂态特性的影响较小。     

新型绕组电缆接地特性的研究

简述了新型具有半导电层的外层接地绕组电缆的应用,介绍了绕组电缆及其接地系统的结构,分析了绕组电缆接地电流的分布规律,研究了接地电流分布对绕组电缆温升及电缆性能的影响.结果表明,采取增加接地面积、改善接地条件、降低接地电流密度和调整端部绕组电缆外半导电层电阻率等措施,可保证绕组电缆系统的可靠运行.     

XLPE电缆绕组芯线与外半导电层间的暂态耦合特性

为了解XLPE电缆外半导电层与芯线的暂态电压耦合特性,测取了冲击电压下外半导电层及芯线的电压分布;给出了单匝电缆的等效电路模型。结果表明,冲击电压下芯线与外半导电层间为电容耦合。试验和计算结果吻合。     

电缆绕组变压器外半导电层中的电流特性

电缆绕组变压器的线圈所用的电缆为去掉外金属护套的电缆,当绕组芯线上存在高频电压时,在其外半导电层上会产生相同频率电压与电流.为了研究外半导电层内的电流大小与芯线内电压、电流等参量之间的关系,首先利用有限元法对外半导电层中的涡流电流进行计算,然后对绕组外半导电层的等效电路进行了研究,最后通过与实验相比较的方法,分析了电缆绕组变压器外半导电层中电流产生的原因,并研究了半导电层材料的电阻率对其内部电流幅值的影响.     

500kV XLPE海底电缆线路的暂态电压及绝缘配合研究

基于舟山混联输电线路工程,应用PSCAD/EMTDC软件,建模仿真研究了500 kV交联聚乙烯海底电缆绝缘和内(绝缘)护层上的各类暂态电压和绝缘配合问题,计算了断路器合闸操作、断路器重击穿和雷电流侵入时电缆绝缘及内护层上暂态电压的分布特性,分析了短路及故障电流、电缆中间段金属护套与铠装短接、电缆接地体阻抗等对电缆内护层感应电压的影响。结果表明:操作空载线路和最大雷电流侵入在电缆绝缘上可分别产生最高850 kV的操作暂态过电压和1 230 kV雷电暂态过电压,通过在断路器上加装合闸电阻和(或)在电缆上并联合适电抗器可以有效限制操作暂态电压;单相金属性短路故障和最大雷电流侵入在电缆内护层可分别产生最高7.5 kV和11.4 kV的暂态电压,电缆中间段金属护套与铠装短接方式可减小电缆内护层上约1/3的暂态电压,而电缆两端三相集中接地体的阻抗对电缆内护层上暂态电压的影响可忽略,各种暂态下电缆绝缘和内护层的绝缘配合满足500 kV电缆的相关标准要求。     

高压电缆充油终端接地系统缺陷电压和电流特征分析

为探究高压电缆充油终端铜网缺失和铅封缺陷等接地系统缺陷对终端电压和电流的影响,利用集中参数电路,建立电缆充油终端电阻电感电容（RLC）等效模型,基于COMSOL计算终端电容参数以及实验测试电阻参数,分析缺陷下终端电压和电流的变化特征,并通过实际故障案例加以验证。结果表明：铜网缺失导致终端外半导电层接地失效,外半导电层电...     

XLPE电缆外半导电层电特性的试验研究

以XLPE电缆为绕组的新型变压器和电机所用交联聚乙烯电缆没有金属回流层,其外部只有一层半导电层,为了解其电特性,测量了长351和103cm的两段XLPE电缆从0(直流)至2MHz交流下的电阻率、阻抗、电容,结果表明:外半导电层电阻率约0.095Ωm,单位长电容40pF/m,在试验频率(<20MHz)范围内变化不大。     

电缆中聚乙烯界面微观结构对击穿强度的影响

本文选用特殊添加剂对电力电缆中半导电层以化学改性，为减薄电缆绝缘厚度，提高交联聚乙烯电缆的击穿强度，提供了有效途径。从理论上定性解释了聚乙烯的击穿强度与界面片晶取向角的关系。由微观结构分析结果表明，改性半导电层经热压后，会改变聚乙烯界面结晶取向，改善半导电层中碳粒凝聚状态。最后，由电缆模型试片的击穿强度结果予以证实：改性半导电层比普通半导电层，可使聚乙烯的１％威布尔击穿强度提高８９％。平均击穿强度提高４０％。本文结果对提高交联聚乙烯电缆质量是有意义的。     

加铜罩对XLPE电缆绕组外端口特性的影响

交联聚乙烯(XLPE)电缆绕组变压器[1-5]在运行时,由于铁心和外防护罩的影响,使得电缆绕组电感值发生变化和外半导电层对地电容比试验空心绕组的外半导电层对地电容增大许多.因此了解铁心和外防护罩对电缆绕组外端口特性的影响是很有必要的.本文用加铜罩的方法模拟防护罩的作用的方法,对试验绕组进行了对比试验,并在前期研究[6]的基础上建立了考虑外半导电层对地电容影响电缆绕组外端口等效电路模型.为该种新型变压器的设计、保护及试验技术提供了依据.     

交联聚乙烯电缆绝缘交联度径向非均匀性探讨

在交联聚乙烯电缆交联度测试中,热延伸法测量表明,高压交联电缆绝缘内层的延伸率大于外层,说明绝缘内层的交联度小于外层,但凝胶含量试验方法的测试结果却与热延伸试验的结果完全相反,通过分析认为是内、外层绝缘结晶形态和结晶度的不同导致了凝胶含量试验法测试交联度的不准确性;此外,通过物理机械性能试验,发现绝缘内层的抗拉强度和伸长率小于外层,这些结果说明电缆绝缘交联度存在径向的非均匀性。     

Technical report: extrusion-molded joints for world's firstlong-distance XLPE cable line

The features of a long-distance underground line, using 275-kV cross-linked polyethylene (XLPE) cable with extrusion-type molded joints (EMJs) are described. The line has a transmission capacity of 440 MW/cct and a 9.5-km section length. The cable has a cross-sectional area of 1400 mm² and insulation thickness of 17 mm. The EMJ, which was developed to withstand the higher stresses of the 275-kV cable, has the following features: (1) the conductor is connected using a copper ferrule, (2) semiconducting heat-shrinkable tubes are used for both inner and outer semiconducting layers, and (3) the insulation unit, applied on top of the stress-relieving cone, is made of insulating and semiconducting XLPE parts cured together in the factory. The fabrication, of the joint is described     

Interfacial improvement of XLPE cable insulation at reducedthickness

An interfacial diffusion method was devised to reduce insulation thickness by improving the interfacial properties of XLPE cable insulation. This method is based on a proposed concept of the facilitation of oriented lamellar growth at the interface by addition of special ingredients to the semiconducting layer, which would diffuse into polyethylene in the three layer simultaneous extrusion process for cable manufacture. Diffusion of the ingredients would facilitate lamellae to grow perpendicularly to the semiconducting layers, as predicted theoretically from a free energy model. It was clarified experimentally that oriented lamellar growth would increase the breakdown strength of XLPE insulation. It is suggested the XLPE cables manufactured by this method could be reduced in thickness especially for extra-high voltage, or the cable could be upgraded from 65 to 154 kV as the insulation thickness remains 9 mm