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。     

110 kV预制式电缆终端界面压力的研究

采用铝质薄壁圆筒代替电缆完成终端的实际套装过程,通过电测法及弹性力学理论测试分析110 kV预制式电缆终端与应力锥之间的界面压力;通过有限元仿真分析及计算结果与试验结果的比较,得到合理的有限元仿真分析模型并模拟终端套装过程;建立多个不同过盈量的分析模型,研究过盈量、硅橡胶材料参数和弹簧压缩量对界面压力的影响.结果表明:界面压力最大值出现在应力锥最大半径中间位置;在弹簧压缩至90 mm之前,界面压力与弹簧压缩量具有明显的正比关系,在弹簧从90 mm压缩至85 mm过程中,界面压力的变化很小.界面压力受过盈量和电缆截面面积的综合影响,受应力锥弹性模量影响较大而与交联聚乙烯(XLPE)绝缘层的弹性模量基本无关.     

电缆弯曲对中间接头界面压力的影响规律研究

由于电缆敷设条件限制,电缆中间接头可能发生一定曲率弯曲使其界面压力偏离预设值。针对上述问题,本研究基于力学理论建立了电缆中间接头发生不同程度弯曲后的过盈变化量数学模型。基于单轴拉伸试验结果和计算得到的Yeoh橡胶本构模型的模型参数,建立了一款110 kV硅橡胶冷缩型直通中间接头的有限元分析模型。结合数学模型和有限元分析结果对该接头过盈安装于不同尺寸电缆并发生不同程度弯曲前后的界面压力分布情况进行分析和验证。结果表明:当过盈安装的电缆中间接头随着电缆发生一定曲率的弯曲后,中间接头上表面中间区域的界面压力变大,两端的界面压力减小,而中间接头下表面中间区域的界面压力变小,两端的界面压力变大;应力锥根部至高压屏蔽管端部范围内的局部界面压力过大或者过小,易造成电缆中间接头局部力学性能劣化或者界面压力不足;应力锥工作区域内的局部界面压力不足和应力锥结构发生机械变形时,无法保证该区域界面电气强度和发挥其匀化电场的作用。     

橡胶材料与交联聚乙烯绝缘界面的电气特性

为了解电缆附件和绝缘所用橡胶绝缘材料、交联聚乙烯形成的绝缘界面电气性能与橡胶材料厚度、过盈量配合等几何尺寸变化间的关系试验研究了两平行环形电极在绝缘界面上形成一小间隙绝缘界面的击穿强度。试验结果表明:界面电气强度随着两者过盈量的增加有遂渐增大趋势,但随过盈量继续增大则呈饱和现象;当过盈量较小时,随着材料厚度增加,界面电气性能呈线性增长趋势(试验范围内);而过盈量增大后,随着厚度的增加,界面电气性能也出现增长饱和现象。     

10 kV电缆熔融接头运行状态下的电-热-力耦合仿真分析

电缆熔融接头相较于传统电缆接头无需应力锥、无活动界面的优点在新电缆投运项目以及旧电缆改造维修项目中更有前景，为了对熔融接头在电网运行中的性能进行评估，通过对熔融接头在电网运行下的电-热-力耦合仿真，改变熔融接头、运行电流有效值、考虑短时过载以及绝缘层的材料参数等，研究电缆接头的应力分布和温度分布。结果表明：当电缆熔融接头新、旧绝缘层的材料参数差异增大时会使旧绝缘层与新绝缘层的界面处应力分布不均匀；运行电流有效值的增加则既会提高熔融接头整体温度，又会提高绝缘层应力；短时过载运行1 h的径向应力约为稳态运行时的4倍，轴向应力约为稳态运行时的3倍，线芯温度高出约80 K。     

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。     

空间电荷效应对直流电缆及附件绝缘界面电场分布的影响

电缆与附件(终端或接头)的绝缘界面一般为绝缘的薄弱环节,直流电压协同温度梯度效应将导致其界面间的空间电荷量增多。为此,基于直流电缆运行中的温度梯度效应,通过测量直流工作电场下硅橡胶(SR)/交联聚乙烯(XLPE)双层介质界面的空间电荷特性,建立了电缆接头套接电缆上的仿真模型,根据SR及XLPE的电阻率-温度特性及空间电荷测量结果,探讨了温度梯度场下空间电荷效应对直流电缆及附件界面电场的影响。研究发现:随着温度梯度(温差)的增加,电缆与附件界面的积聚电荷量增大。温度梯度效应有助于增加电缆与附件界面应力锥侧的电场强度;存在空间电荷效应时,温度梯度场下电缆与附件界面应力锥侧的电场强度略有减小,同时高压屏蔽管侧的电场强度略有增加。     

220 kV电缆线路终端故障及仿真分析

为分析某220 k V电缆线路终端应力锥、电缆表面贴合状态与故障发生的深层次原因,本文对某220 k V故障电缆终端开展故障解体、X射线检测以及仿真工作,分析发现接头应力锥过盈量高于安装工艺要求,且搭接面表面不平整。在应力锥、电缆表面贴合良好时,运行电压下应力锥、电缆主绝缘最大电场强度均远小于对应绝缘材料的击穿场强,而应力锥、电缆表面贴合不良交界面存在微小气隙时,运行电压下气隙内部电场强度大于空气击穿场强,表明运行电压下气隙内部存在放电现象。因此,电缆终端应力锥、电缆表面贴合不良、交界面存在微小气隙时,在运行电压下,气隙内部长期放电引起主绝缘破坏是造成电缆故障的原因。     

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。     

高压直流电缆附件XLPE/SIR材料特性及界面电荷积聚对电场分布的影响

双层绝缘介质界面电荷积聚是导致高压直流电缆附件界面放电的重要原因.该文测量分析交联聚乙烯(XLPE)和硅橡胶(SIR)两种介质的介电性能、电导特性和导热特性;通过建立高压直流附件电-热仿真模型,研究不同温度下XLPE/SIR界面电荷积聚特性及局部电场畸变引起的附件内部电场变化规律.实验结果表明,室温下SIR的电导率略高于XLPE材料,随着温度的升高,XLPE的电导率增加较为明显,而SIR的电导率增加则相对缓慢,高温下两种介质电导率不匹配是导致界面电荷积聚的重要原因.室温下XLPE/SIR界面积聚负电荷面密度约为3.42×10?4C/m2,这部分电荷会增强电缆主绝缘电场,削弱应力锥根部电场畸变,主绝缘电场增加约36％,应力锥根部电场畸变下降约62％.当温度超过约36℃时,XLPE/SIR界面开始积聚正电荷,随着温度的升高,开始出现极性反转现象,造成应力锥根部局部电场畸变加重,70℃时最大畸变电场达到12kV/mm.     

PWM变频驱动系统共模干扰研究

为较好地抑制PWM变频驱动系统电磁干扰,必须准确掌握系统电磁干扰性质、分布规律及主要影响因数。因此,先利用传导干扰分离网络对PWM变频驱动系统的共模干扰进行测试,通过对比分析不同工况下的测试结果,得出了共模干扰在电网侧与负载侧的分布规律。对共模干扰模型进行分析、改进,最后通过理论分析计算,得出了系统共模干扰的抑制措施,为EMI设计提供了一定的理论指导。     

变电站内弱电设备的浪涌抑制

结合变电站内弱电设备受电涌干扰的危害 ,分析并提出几种防护措施 ,给出实现电涌抑制的硬件设计电路 ,它主要由电源、微控制器、开关输入和输出、模拟量采集、通信和显示部分组成 ,保护装置的各种端口均采用了隔离和吸收技术。最后介绍了国外电涌防护产品发展状况     

小型开关电源产生噪声的机理及滤波器设计

先分析了开关电源产生噪声的机理,就目前几种有效抑制开关电源噪声的措施进行了分析比较,并为开关电源的推广使用和抑制噪声的提出几种建议。     

电子式互感器电磁干扰及其关键技术现状研究

介绍了电子式互感器电磁干扰问题的研究背景和现状,根据电子式互感器的工作原理和结构特点,研究了电磁干扰的机理以及电子式互感器电磁干扰的试验,对传导和辐射干扰进行了分析。对电子式互感器在抗电磁干扰方面存在的问题,提出了解决措施。     

基于EMI滤波器的逆变器传导电磁干扰的抑制

由于干扰源和负载阻抗对EMI滤波器的滤波效果有很大影响,根据PWM逆变器的传导干扰源和负载阻抗的特点,在已有的EMI滤波器结构选取原则的基础上,提出了一种设计EMI滤波器的方法,使得EMI噪声到达LISN时,经过了最大限度的衰减,给出了共模和差模干扰的设计实例,实验结果表明,该方法简单、有效.     

远距离输电线路的环境保护-电晕干扰

随着西电东送和全国联网的逐步实施,形成大量高压、特高压线路。高压线路在解决我国用电紧张的同时,必然导致导线表面电场强度以及输电设备周围的空间电场强度较高,从而会因电晕现象和强电场效应引起一系列的“环境问题”。本文就电晕干扰中的电晕噪声和无线电干扰问题进行了分析。     

几种抑制开关电源传导干扰(EMI)的新方法

开关电源的电磁干扰对电子设备的性能影响很大。因此,各种标准对电源设备电磁干扰的要求已越来越高。在开关电源产生的两类干扰中,传导干扰由于经电网传播,会对其它电子设备产生严重的干扰。本文着重总结了几种近年来提出的抑制电磁干扰的新方法,并对其原理、应用作了介绍。     

变电站刀闸操作产生电磁干扰及对保护影响的测量

该文对运行中500 kV变电站隔离刀闸操作过程中产生的电磁干扰及其对二次回路、保护影响进行了现场测量。本次测量使用数字存储示波器对干扰进行了记录。测量项目包括隔离刀闸切合母线在二次回路上产生电磁干扰的实际水平、特点等。对测量数据进行分析获得了电磁干扰的一些重要特征。为变电站电磁干扰分析以及保护防护研究提供了一些有意义的数据。     

基于虚拟仪器的电磁干扰自动测试系统

介绍了虚拟仪器技术和电磁干扰的含义；详解描述了基于虚拟仪器的电磁干扰自动测试系统设计的全过程，（包括）硬件电路和软件模块）；用开关电源的传导干扰作为测量实例，在虚拟仪器LabVIEW7.0（VI）软件平台上，编写了该虚拟仪器程序，并利用该虚拟仪器程序实际测量了三种电子设备中开关电源谐波分量的测量数据；最后，总结了该测量系统的优点。     

电梯系统中的电磁干扰及抗干扰措施

电磁干扰会对电梯系统的正常运行产生严重的影响。结合两个具体案例,详细地分析了电梯系统中的电磁干扰情况,并归纳总结出了抗干扰的4种具体措施。经实践应用证明,在电梯系统中采取这些抗干扰措施取得了良好的效果。