单芯电力电缆护层过电压保护

基于国内外相关标准 ,从电缆护层过电压保护器参数选择和电缆接地电阻要求两个方面探讨单芯电力电缆护层过电压保护技术 ,以防止雷电过电压和内部过电压造成电缆金属护层多点接地故障。     

单芯电缆金属护层保护器发热隐患分析及处理

近年来,35 kV单芯电力电缆以其载流量大、弯曲半径小、敷设路径灵活等优点得到了广泛应用,也给电力电缆的运维管理带来了很多新的问题和挑战.高压单芯电力电缆金属护层(金属屏蔽层)接地方式不规范或接地缺陷会使单芯电缆金属护层上感应出较高的电位,烧坏过电压保护器,或者产生较大的环流,导致金属护层持续发热,烧损、引燃电缆外护套...     

高压单芯电缆金属护套雷电过电压仿真和参数分析

高压单芯电缆往往采用金属护套单端接地或金属护套交叉换位互联接地。当电缆受到过电压入侵时,金属护套上的过电压可能超过外护层的绝缘水平,击穿外护层。高压电缆单芯金属护套雷电过电压的仿真计算,与仿真所用模型、元件参数以及电缆的接线方式、运行方式等有关,而元件模型、参数的准确获得是非常困难的,电缆运行方式也是多种多样的。为此,在典型状况下护套雷电过电压仿真计算的基础上,对包括电缆结构、大地电阻率、侵入波波形、冲击接地电阻、电缆长度、负荷电阻的大小及性质等、模型及参数对护套雷电过电压的影响进行了分析研究,并研究了两个或更多的交叉互联大段串联以及有多回电缆出线时,电缆护套上的过电压。研究表明,电缆的结构、电缆长度、入波波形以及负荷电阻的大小和性质对金属护套过电压有较大的影响;当雷电入侵多个交叉互联大段串联的电缆导体时,应在各绝缘接头处加护层保护器;并联出线越多,其护套上的过电压越低。     

单芯电力电缆护层绝缘水平下降对保护器额定电压的影响*

由于长期运行及环境变化等因素的影响,单芯电力电缆外护层绝缘水平随着运行时间的增加而普遍降低,因此需重新进行护层保护器设计和选型。电缆运行时,护层保护器需耐受在护层上产生的操作过电压,并在雷击过电压入侵时准确动作。为避免护层保护器在操作过电压作用下的误动作,便于工程应用,基于现有的高压试验数据,首先研究了电缆绝缘寿命理论曲线的绝缘水平下降规律,在此基础上修正了保护器额定电压与操作过电压的绝缘配合系数,并设计保护器选型MATLAB小程序。该研究成果具有一定的理论和工程应用价值。     

大段长高压电缆护层保护器暂态特性分析与参数优化设计

大段长高压电缆在运行时会产生过高的护层感应电压,这对电缆护层保护器的过电压防护特性提出了更高要求,因此需要针对大段长电缆护层保护器暂态特性进行分析研究。基于PSCAD仿真软件,建立了典型220 kV高压电缆线路仿真模型,得出了在短路过电压和雷击过电压情况下,高压电缆长度对护层感应电压暂态特性的影响。通过绝缘配合与能量保护相结合的方式,得到了保护器参数取值范围及电缆线路短路电流与长度的适配曲线,提出了护层保护器参数优化设计的具体方法,并进行了试验测试。测试结果表明:当电缆线路出现短路故障时,随着电缆长度的增加,护层感应电压先线性增长,随后在保护器残压阈值的限制作用下逐渐趋于"饱和"状态,现有保护器能量吸收能力难以满足大段长电缆需求;改进后的护层保护器能量吸收能力显著提升,20 k A短路电流时允许的电缆长度大幅提高,满足大段长高压电缆线路安全运行的要求。     

高速铁路馈线电缆雷电过电压及防护措施EI北大核心CSCD

高速铁路中雷电流是造成电缆绝缘破坏的一个重要因素,当输电线路遭受雷击时,雷电流将通过线路与电力电缆的连接点侵入电缆,并造成电缆主绝缘和护层绝缘的破坏。因此利用PSCAD/EMTDC软件建立单芯电缆的暂态分析模型,仿真分析了雷击点位置、避雷器、电缆护层保护器、电缆并联根数的影响。分析结果表明:雷电流幅值越大,离雷击点距离越近,雷电过电压越大;当雷击点与电缆接头处的距离小于100 m时,会在电缆线芯与护层上产生数十万V的电压,足以破坏电缆绝缘。此时需要加装避雷器与电缆护层保护器将电缆线芯和电缆护层的雷电过电压限制在其残压内,同时可以增加电缆并联根数来降低线芯电流与护层电压,以提高电缆的绝缘水平和供电可靠性。     

高压电缆外护层绝缘降低时护层保护器的参数配置

针对高压电缆外护层绝缘电阻普遍降低的现状以及其耐压水平降低的可能性,建立了单端接地和交叉互联接地电缆的ATP-EMTP仿真模型,研究了在雷电过电压、操作过电压和短路故障的情况下,配置低伏安特性保护器后保护器是否能正确动作且不损坏保护耐压水平降低的外护层。结果表明:在雷电过电压和操作过电压情况下,降低保护器伏安特性能有效降低作用于外护层的残压,流经保护器的电流仍然低于其标称放电电流;对于单相短路情况,单端接地条件下保护器需要吸收的短路能量较大,降低保护器伏安特性会使保护器爆炸,而对于交叉互联接地情况,降低保护器伏安特性保护器是否会爆炸与短路电流的大小有关,较大的短路电流会使得保护器爆炸。最后提出了电缆外护层绝缘降低时护层保护器配置的建议。     

35kV单芯电力电缆金属护层的接地设计

通过在工程中35 kV单芯电力电缆金属护层的接地设计,介绍了国家规范对单芯电力电缆在设计中的要求和3种金属护层接地方式,以及金属护层感应电压产生的原理,计算不同电缆排列方式中感应电压的大小,选择合适的排列方式和接地方式;对电缆单点互联接地的非接地端应采取电压限制措施。     

高压电力电缆金属屏蔽层接地问题分析

随着城市高速发展,110 kV以下高压电缆在城市供配网中被大量用于地下电力电缆线路。当单芯电缆线芯有电流流通时,金属屏蔽层上会有磁链,金属屏蔽层两端就会出现感应电势。高压电力电缆金属屏蔽层接地可防止人身触电,确保电力系统正常运行,保护线路和电气设备免遭损坏,但高压电力电缆金属屏蔽层接地方式一直没有统一的规定,高压电力电缆金属屏蔽层因接地不当而引发的电力事故给企业造成了巨大的经济损失。通过对不同长度下电缆金属屏蔽层接地问题分析,得出不同长度下电缆金属屏蔽层的推荐接地方式,为现场接地提供相应指导。     

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.     

《城市电力电缆线路设计技术规定》发布后的回顾

电力行业标准DL/T 5221-2005<城市电力电缆线路设计技术规定>适用于城市220 kV及以下电力电缆线路工程的设计.从参加该标准制定工作的角度,对其发布后的实施情况进行回顾,对该标准的主要特点、制定原则,对路径和敷设方式的选择、电缆及其附件的选择、金属护套接地、电缆隧道工艺及防火设计等问题作了说明.     

电缆护层电压补偿与护层电流抑制技术

金属护层中产生感应电压是电力电缆的普遍现象,电缆敷设时常采用三段换位的方法以降低护层电压,但随着城市建设发展的加快,电缆线路的改造也越来越多,电力电缆线路改造时往往造成换位的电缆三段不等长,从而引起护层电压不平衡,产生护层环流。文中通过对电缆护层电压的理论分析,推导了电缆任意排列方式下的护层感应电压的计算模型;提出了在电缆终端加补偿装置的方法来平衡护层电压,抑制护层电流。其基本原理是将该补偿装置套装于电缆上,电缆中通过电流时,补偿装置产生感应电动势,利用该感应电势来抵消电缆护层电压。导出了补偿电感的计算模型,根据模型进行仿真计算,研制了电缆护层电压补偿装置,并在电力公司进行大量的现场实测,其实测结果与仿真计算基本一致。结果表明,基于所提出的方法可以有效地减小电缆护层的感应电压,从而减小护层环流,显著减小电缆损耗。     

低压配电系统中的自恢复式过欠电压保护器设计

论述了在低压配电系统中设置自恢复式过、欠电压保护器的必要性。着重阐述了自恢复式过、欠电压保护器总体方案、结构设计、硬件设计、软件设计的方案特点。该保护器当线路发生过电压或欠电压时自动切断用电线路,当线路电压恢复正常时自动接通线路,克服以往保护器分闸后需要手动复位的技术缺陷,保证了供电的连续性,具有结构简单、功耗低、可靠性高等优点。     

金属护层感应电压限值提高后的电缆应用探讨

GB217—2007《电力工程电缆设计规范》2007版对单芯高压电缆金属护层感应电压限值从100V提高至300V。从理论和实践两个方面分析了感应电压限值提高的合理性和对工程应用的影响,并提出了电缆金属护层保护器和电缆制造、装盘、运输等方面的对策。     

中高压电力电缆半导电屏蔽电阻率特性分析

本文分析了GB/T12706.2～3-2002及GB/T1107.1～2-2002额定电压6～30kV及35kV和110kV挤包绝缘电力电缆及交联聚乙烯绝缘电力电缆标准中提出的半导电屏蔽电阻率技术指标规定的理论依据,探讨上述标准中指出老化前、后导体半导电屏蔽电阻率均不超过103Ω·m,绝缘半导电屏蔽电阻率均不超过5×102Ω·m规定值对电缆运行特性的影响。     

高压电力电缆护层感应电压的补偿研究

电力电缆敷设时常采用三段换位的方法以降低护层电压,但电力电缆线路改造时容易造成换位的电缆三段不等长,从而引起护层电压不平衡,产生护层环流。为解决此问题,通过对电缆护层电压的理论分析,推导了电缆单回路和双回路任意排列方式下的护层感应电压的计算模型;提出了在电缆终端加补偿装置(实际上为补偿电感器)的方法来平衡护层电压,抑制护层电流,其基本原理是将该补偿装置套装于电缆上,电缆中通过电流时,补偿装置产生感应电动势,利用该感应电势来抵消电缆护层电压。补偿电感的仿真计算表明,该法可有效减小电缆护层的感应电压,从而减小护层环流,大大减小电缆损耗。     

电力电缆护层电压补偿装置研究

电力电缆线路改造时容易造成换位的电缆三段不等长,从而引起护层电压不平衡,产生护层环流。在对电缆护层电压理论分析的基础上,推导了电缆几种主要排列方式下的护层感应电压数学模型;提出了电缆护层电压的补偿方法。该方法是在电缆终端增加一补偿电感,即在铁芯上绕制线圈,此线圈一端接电缆金属护层末端,另一端接地,基于这一补偿方法开发了补偿装置计算的软件包,并进行仿真计算,在此基础上研制了补偿装置。通过改变该补偿装置的气隙和匝数,可以对电缆护层电压进行有效补偿,使补偿后电缆护层的总电压大为减小,有效地抑制了护层环流,可大幅度降低电缆损耗,提高电缆传输容量。     

高压直流挤包绝缘电缆系统试验的分析和研究

与高压交流挤包绝缘电缆系统的试验相比,高压直流挤包绝缘电缆系统试验需要考虑电缆绝缘内最大温差和叠加冲击电压试验这两个难点。直流电缆制造商会依据绝缘材料和电缆设计特点,向试验机构提供绝缘内最大温差的数值。在负荷循环的稳态过程中,需要控制绝缘内最大温差。由于在试验过程中没有办法直接测量绝缘内最大温差,其数值是通过稳态热传递原理公式推算得到的。对依据稳态热传递原理推算的绝缘内最大温差和负荷循环的执行情况进行了说明。运行中的高压直流输电线路除了承受正常的工作电压外,同时还可能承受雷电和操作冲击的作用。因此,在高压输电线路的绝缘设计中,需要考虑直流高压下的空间气隙的冲击放电特性,并对叠加冲击电压试验进行研究。对叠加冲击电压试验的两种试验回路进行了分析和探讨。     

基于时序鉴别方法的新型单相接地选线装置

提出了一种以自研发的专用集成电路为核心的单相接地选线装置 ,该装置综合运用零序电流和零序电压进行时序鉴别、幅值鉴别和信号连续性鉴别 ,实现 6～ 1 0kV电网单相接地故障的准确选线 ,并通用于中性点不直接接地电网的过补偿、欠补偿和无补偿系统 ,能区分永久性和瞬间性接地故障 ;还具有零序CT断线检验、PT断相鉴别及整机性能自检演示等功能 ,并详细介绍了该选线装置的构成原理。     

低海拔地区长空气间隙放电特性试验研究

为进一步完善特高压线路的外绝缘设计,在南宁进行了棒-板长空气间隙的直流、雷电和操作冲击电压的放电试验,发现正极性的棒-板间隙放电电压比负极性的要低很多。应用相关标准对试验数据进行大气校正,并与海拔高度与南宁接近的北京中国电科院高压基地的棒-板间隙放电数据进行对比,结果显示：IEC 60060-1、DL/T 620—1997标准以及IEC 60060-1推荐校正方法适用于平原地区正极性放电试验的校正,DL/T 620—1997中的校正方法主要适用于对工频放电电压以及正极性冲击放电电压。