66 kV交联聚乙烯海底电缆绝缘厚度设计

随着国内外海上风电工程的快速发展,66 kV交联聚乙烯(XLPE)海底电缆以其较低的生产、运维成本受到各方青睐。然而,国内尚无针对66 kV XLPE海缆设计的结构标准。为规范66 kV XLPE海缆的技术要求,有必要对其绝缘厚度进行合理设计。为此选取了66 kV海缆用XLPE试样进行了工频击穿试验和冲击击穿试验,发现XLPE的击穿场强与其厚度的关系符合反幂定律。然后,基于步进应力试验计算得到30℃和90℃下XLPE的寿命指数n分别为13.9和15.1,并进一步通过冲击和交流耐压试验的结果,综合得到66 kV海缆的推荐绝缘厚度为8.9 mm。基于该方法得到的66 kV海缆绝缘厚度与传统依靠经验设计的绝缘厚度相比更薄,为轻型66 kV海缆的绝缘厚度设计提供了理论参考和试验依据。     

500kV XLPE海底电缆绝缘及护套暂态电压仿真计算

舟山500 kV联网工程将是世界上首条敷设500 kV交联聚乙烯(XLPE)海底电缆的架空线–电缆混联输电线路。针对500 kV XLPE海底电缆系统绝缘配合问题,基于舟山混联输电线路,应用PSCAD/EMTDC软件建立了全线路系统仿真计算模型,并分析了电缆两端及中间接地体的建模问题,计算了海底电缆绝缘和外(绝缘)护套上各类暂态电压特性及其分布。计算结果和研究分析表明:操作空载线路在电缆绝缘上可产生最高约800 kV的操作暂态电压,通过断路器加装合闸电阻可有效限制操作暂态电压在500kV以下,而最大雷电流(100 k A)直击线路时,电缆绝缘上的雷电暂态电压达到1 230 kV;电缆外护套上产生的最大暂态电压均出现在电缆长度的中间段,雷电直击架空线路时达到11.4 kV,各种操作暂态电压最高达6.45 kV,而最大短路电流为35.6 k A时工频感应电压有效值达到3.04 kV;各种暂态电压下电缆的绝缘配合均满足500 kV电缆标准要求。该研究结果为500 kV XLPE海底电缆的绝缘设计及工程应用中的绝缘配合提供了必要的基础。     

大长度500kV XLPE超高压海底电缆关键技术研究

大长度超高压500 kV XLPE绝缘交流海底电缆的生产工艺控制与220 kV及以下电压等级交流海缆有较大区别,着重介绍了500 kV超高压海底电缆的连续大长度绝缘挤出工艺、厚绝缘除气技术、铜丝铠装和试验验证等关键技术的研究。     

大日—日本公司的交联聚乙烯绝缘高压电缆

<正> 研究生产概况大日-日本电缆有限公司(Dainichi-Nippon Cables,Ltd.)近20年来,研制安装了多种电压级的交联聚乙烯(XLPE)电缆。首先,该公司研制了22 kV XLPE 电缆,以取得运行经验后,改进电缆的绝缘设计、护层、接头及安装方法。接着便向较高的电压等级努力。1971年生产出66 kV XLPE电缆。1977年研制出154 kV XLPE 电缆,并首次采用 Y 形分叉接头;1979年开始采用绝缘接头;1980年在 Shahen 线路首次使用钢丝铠装电缆。1981年研制成功275 kV     

抗水树交联聚乙烯电缆综述

随着技术的不断发展和电缆原材料的不断革新，抗水树交联聚乙烯电缆应运而生。欧美在抗水树电缆领域已走在前面，而我国抗水树电缆的研制尚处于起步阶段。我国抗水树交联聚乙烯电缆的试验标准主要包括GB／T12706-2008《额定电压lkV（Um=1．2kV）到35kV（Um=40．5kV）挤包绝缘电力电缆及附件》和DL／T1070-2007《中压交联电缆抗水树性能鉴定试验方法和要求》等。目前，抗水树交联聚乙烯电缆已在北美、南美、欧洲和部分亚洲地区得到广泛的应用。我国诸多材料生产厂家已加入到抗水树材料的研发行列中，并取得了一些阶段性成果。抗水树电缆未来具有广泛的应用前景，必将成为国内电缆领域的主流。     

抗水树XLPE电力电缆的工频击穿特性

为检验电缆材料是否具有抗水树枝能力,建立抗水树枝材料性能试验手段和评价程序,在同一制造厂分别采用5种不同电缆绝缘料,生产同一绝缘结构的电缆,并制作成90个电缆试样。在相同试验条件下,进行14d负荷循环、120d加速老化、180d加速老化、360d加速老化和480d加速老化试验,然后对老化前原始样和老化后电缆试样共6种不同老化状态的电缆试样进行工频逐级击穿,试验研究XLPE电力电缆工频击穿特性。试验结果表明:普通电缆绝缘料制造的XLPE电力电缆工频击穿特性相对抗水树电缆绝缘料制造的XLPE电力电缆工频击穿特性存在明显差异,抗水树XLPE电力电缆经过480d加速老化试验后仍保持较好的工频击穿特性,安全运行寿命较长。     

抗水树交联聚乙烯绝缘电力电缆的研究

分析了国内外交联聚乙烯(XLPE)绝缘电力电缆的使用情况,以及容易产生水树的原因机理。从如何避免水树的产生和发展,以提高电缆运行寿命,提出了抗水树的机理和抗水树XLPE电缆的设计理念,并对其试验流程和试验结果进行了统计分析。     

冷热循环条件下不同纯净度XLPE电缆绝缘低频介损变化机理研究

本文提出了一种电缆绝缘杂质含量微观性能的评价方法,可有效避免纯净度评估过程中人工显微观测主观因素的影响.基于宽频介电阻抗谱法,研究35 kV和110 kV电压等级的XLPE电缆绝缘样品在不同程度冷热循环试验条件下介质损耗因数随测试频率的变化规律,仿真计算冷热循环过程中XLPE基体与杂质缺陷的界面应力特性,分析XLPE电缆绝缘的宽频介质损耗宏观物理量参数与材料纯净度等微观性能的相关性.结果表明:35 kV的XLPE电缆绝缘经过-196～50℃下10次冷热循环处理后,0.1～1.0 Hz低频介质损耗因数增大1倍以上,而110 kV的XLPE绝缘试样介质损耗因数未发生明显变化.仿真分析表明,冷热循环过程中聚乙烯绝缘与微观杂质间产生界面应力,界面区机械应力疲劳导致缺陷扩大,加剧低频介质损耗因数增大.     

XLPE水树老化电缆介电响应下非线性研究

为了准确评估XLPE电缆的绝缘状态,利用极化-去极化电流法对不同水树长度电缆进行测试,并研究XLPE水树电缆介电响应时的非线性特性。通过测得的极化-去极化电流曲线及扩展Debye模型,对XLPE电缆的介质损耗因数(tanδ(0.1 Hz))和直流电导率(σ)进行计算,利用tanδ(0.1 Hz)和σ随电压变化趋势来反映XLPE电缆非线性特征,并分析了其非线性特征与水树电缆老化状态的关系。结果表明:水树电缆在时域的去极化电流和介质损耗因数在频域的低频段都表现出非线性特征,在频域下tanδ(0.1 Hz)的非线性特征比时域下σ的非线性更明显;XLPE水树电缆具有明显的从线性到非线性的转折电压,水树长度越长转折电压越低。上述特性可用于对XLPE老化电缆是否存在水树和水树严重程度进行判断。     

0.1 Hz超低频下XLPE/PE电缆tanδ测量

介绍了0.1 Hz超低频电压试验的基本原理和测量技术,这是XLPE/PE电缆现场试验的一种新方法,用它测量电缆tanδ可以敏感地检查电缆绝缘的整体缺陷.给出了XLPE电缆tanδ现场测量结果.     

Practical Application of ±250‐kV DC‐XLPE Cable for Hokkaido–Honshu HVDC Link

The long‐term dc properties of DC‐XLPE insulation materials, which have been developed for dc use, were investigated. It was found that the lifetime of DC‐XLPE under dc voltage application is extended by the addition of nano‐sized filler. The time dependence of the space charge distribution at 50 kV/mm was observed for 7 days. Almost no accumulation of space charge in DC‐XLPE was found. The 250‐kV DC‐XLPE cables and accessories were manufactured and subjected to a type test and PQ test for use in the Hokkaido–Honshu dc link facility owned by the Electric Power Development Co., Ltd. These tests were performed under conditions that included a polarity reversal test for line commutated converter (LCC) systems as recommended in CIGRE TB 219. The test temperature was 90 °C. The type test and PQ test were successfully completed. The DC‐XLPE cable and accessories were installed in summer 2012 for the Hokkaido–Honshu dc link. After the installation of the dc extruded cable system, a dc high‐voltage test at 362.5 kV (=1.45 PU) for 15 min was successfully completed in accordance with CIGRE TB 219. This dc extruded cable system was put into operation in December 2012 as the world's highest‐voltage extruded dc cable in service and the world's first dc extruded cable for a LCC system including polarity reversal operation.     

中国交联聚乙烯绝缘高压直流电缆发展的三级跳: 从160 kV到200 kV再到320 kV

自2012年起,先后有±160 kV、±200 kV及 ±320 kV 交联聚乙烯（XLPE）绝缘的高压直流电缆投入了柔性直流输电工程应用或进入现场敷设。它们分别是：2013年12月投入运行的南澳三端柔性直流输电工程,采用37 km的±160 kV直流海底和直流陆地电缆,用于连接南澳岛大型风场与陆地电网;2014年6月投入运行的舟山±200 kV多端柔性直流输电工程,海底电缆总长度达到294 km;正在建设的厦门±320 kV柔性直流输电工程,电缆总长度21 km,计划于2015年12月投入运行。以上三项柔性直流输电工程的成功建设与运行,也使中国的挤出绝缘高压直流电缆在电压等级上实现了三级跳式的跨越。本文介绍了XLPE绝缘高压直流电缆研发过程中针对材料特性、空间电荷分布、脱气及测试方法等方面的研究成果。并简要介绍了三个电压等级电缆现有柔性直流工程中的应用情况。     

Comparative laboratory evaluation of TR-XLPE and XLPE cables with Super-smooth conductor shields

This paper provides data on four commercial tree retardant crosslinked polyethylene (TR-XLPE) and one cross-linked polyethylene (XLPE) insulated 15 kV cables supplied by three manufacturers. The cables have "super-smooth" conductor shields and "extra-clean" insulation and insulation shields. AC and impulse voltage breakdown and selected other characterization data are presented for cables that were aged immersed in room temperature water (15-30/spl deg/C) up to 24 months of a planned 48 months aging program. The five cables have high ac voltage breakdown strength, three of the TR-XLPE cables, actually increased in breakdown strength during aging. The one TR-XLPE cable that had the lowest ac voltage breakdown had vented trees at the insulation shield and high dissipation factor, which the other cables did not have. The impulse voltage breakdown strength of all cables decreased during aging; the cable with the lowest ac voltage breakdown also has the lowest impulse voltage breakdown. The dissimilar performance of the TR-XLPE cables and the excellent performance of the XLPE cable indicates evaluations at longer times are required to differentiate between modern TR-XLPE and XLPE insulated cables.     

外加电压及绝缘温差对XLPE直流电缆电场分布的影响

为了明确交联聚乙烯绝缘直流电缆电场随外加电压和绝缘温差的分布规律,基于有限元仿真分析方法,对±500 kV交联聚乙烯绝缘直流海缆进行了不同外加电压和绝缘温差下的电场分布研究,并与拉普拉斯场强计算方法进行对比.结果表明,通过拉普拉斯场强计算方法得到的直流电缆绝缘场强呈稳定分布,而有限元仿真情况下可见随着绝缘温差升高直流电...     

High voltage VLF testing of power cables

This publication describes a laboratory test program conducted with the objective to develop a test that would replace the existing DC withstand test. The article describes the methodology used to establish the voltage duration and magnitude of VLF (0.1 Hz) high voltage field tests suitable for crosslinked polyethylene (XLPE) insulated power cable. The results show that the voltage breakdown of laboratory aged XLPE cable at 0.1 Hz is approximately equal to that at 60 Hz, that proof tests at 0.1 Hz cause very little damage to the cable, and that 0.1 Hz testing appears to be a satisfactory alternate to DC testing. Preliminary values are suggested for voltage magnitude and time duration of cable acceptance, maintenance and proof tests at 0.1 Hz for XLPE cable rated up to 35 kV. A program is underway to similarly evaluate samples of service-aged XLPE cable; as well as to demonstrate the use of the preliminary test values at typical utility installations     

35 kV及以下XLPE电力电缆试验方法的研究

通过对交链聚乙烯（ＸＬＰＥ）电力电缆试品的工频、０．１Ｈｚ超低频和振荡３种击穿电压的平行比对试验研究,探讨能够有效发现、判别ＸＬＰＥ电力电缆运行故障隐患的试验方法,试验研究结果表明：振荡波电压试验能够有效地发现电力电缆及其附件的制造和安装质量缺陷,超低频电压试验能够有效地发现电力电缆及其附件绝缘树枝状早期劣化缺陷;工频电压试验是一种较好的方法,需进一步深入研究。     

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     

6kV到15kV交联聚乙烯绝缘耐火电力电缆的研发

随着国民经济快速发展,市场对6 kV到15 kV交联聚乙烯绝缘耐火电力电缆有较大的需求。主要对6kV到15 kV交联聚乙烯绝缘耐火电力电缆结构、耐火机理、耐火性能进行阐述。     

大长度35 kV XLPE绝缘海底电力电缆的制造

本文叙述了带软接头的大长度35kV交联聚乙烯(XLPE)绝缘海底电力电缆的设计、制造和试验。     

我国电力电缆技术引进及面向21世纪技术的发展与展望

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,迅速缩小了与国外先进水平的差距。综合考虑我国高压交联电缆技术与国外先进水平仍有差距。论述了我国发展超高压500kV交联聚乙烯绝缘电缆及特高压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发展展望。