高压电缆接头保护盒结构设计与性能验证∗

电缆接头一直是电缆线路的薄弱环节,一旦发生故障,很容易发生爆炸甚至火灾事故,不仅造成本线路的停电,还可能对周边运行的电缆设备、电力设施及人员造成伤害。文章设计了一种使用铝镁合金的高压电缆接头防爆防火保护盒,当接头发生故障时,可有效阻止火势蔓延,大大降低电缆接头爆炸造成的危害。通过试验验证,该接头保护盒的防爆防火效果良好,安装防爆防火保护盒的接头载流量略有降低,但不影响运行,环保检测试验证明,铝镁合金保护盒壳体不会对环境造成危害。     

高导热填充材料对高压电缆接头温度的影响

高压电缆接头是线路中的热点位置,限制着线路载流量的提升。为了探究加装保护盒以及保护盒内填充不同材料对电缆接头导体温度的影响,搭建了高压电缆接头的大电流温升试验平台,对比分析了电缆接头未装保护盒、加装保护盒、保护盒内填充传统密封胶,以及保护盒内填充高导热材料4种情况的试验数据。结果表明,相比于未装保护盒的情况,加装保护盒不会显著恶化电缆接头的散热环境。但是在保护盒内填充传统密封胶后严重阻碍电缆接头的散热,相比于未装保护盒时压接管的温度升高了8.1℃。保护盒内填充高导热材料后,压接管的温度显著下降。相比于未装保护盒的情况,其导体温度仅升高了2℃,大大增强了电缆接头的散热能力。     

防爆防火保护盒对电缆接头载流量的影响

随着电缆线路的广泛应用,因接头原因导致的故障和事故越来越多.在高压电缆接头处安装防爆防火保护盒,可有效降低电缆接头爆炸造成的危害.文章针对接头保护盒对载流量的影响情况,建立仿真模型,对比分析安装接头保护盒前后的载流量,并在实验室进行了试验验证.研究结果表明,安装铝镁合金防爆防火保护盒的接头载流量会降低４％左右,说明防爆防火保护盒对电缆线路载流量有一定影响,但影响不大。     

高压电缆中间接头轴向传热的实验研究

高压电缆接头加载电流达到稳态时,电缆接头及附近本体导体沿轴向存在温度分布梯度,载荷能力和玻璃钢保护壳的引入对此温度分布存在影响。为研究载荷能力和玻璃钢保护壳的引入对电缆接头轴向传热过程的影响,建立了电缆接头的简化热路模型,分析了接头内部的热传递特点,并搭建了高压电缆接头温升实验平台,分别完成了引入玻璃钢保护壳前后电缆接头不同载荷水平下的稳态温升试验。实验结果表明,玻璃钢保护壳的引入降低了电缆接头主体内导体温度沿轴向的下降速度;当电缆接头运行在更高的负荷下时,电缆接头整体温度和轴向温差均增大,接头主体部分的导体温度变化率也随之增大,且附近本体导体温度沿轴向波动更加明显。玻璃钢保护壳的引入和载荷水平的提高均增大了接头轴向传热对电缆本体导体沿轴向的温度分布的影响程度和影响范围。     

高压电缆接头防火隔爆措施的有效性研究

为降低高压电缆故障引发的通道火灾、地铁停运、重要用户停电等影响,电力部门在电缆接头处大量安装了防火毯、防爆毯、防火槽盒等防护装置,但防护效果甚微。文中在分析高压电缆接头防火隔爆现状的基础上,以220 kV电缆接头为样本,测试了接头内主要材料的燃烧温度,并对目前常用的防火毯、防火板、防爆隔板进行了耐火性能的检测。文中通过电缆接头短路故障模拟试验校核了常用防火防爆措施的有效性,结果表明,目前常用的电缆接头防火措施均难以防范试验条件下的短路冲击和持续燃烧,现状高压电缆通道仍存在火灾和电缆群伤风险。在分析现有防护措施性能优劣的基础上,重新改进设计了防护方案,短路试验结果显示,脱离电缆接头的隔爆,单独做防火,难以控制电缆接头短路故障后的火灾风险;以隔板为基础制作的各类槽盒,无法隔离氧气进入且暂无有效的降温灭火措施,试验后电缆接头均会起火;以防火毯、防爆毯为基础的各种包裹,试验防护效果不稳定;预制式防火防爆接头保护盒通过泄压孔释放短路冲击,壳体内空气流通小,基本不会起火。     

工作温度和绝缘温差约束下的高压直流电缆接头载流量计算

中间接头是高压电缆线路运行中故障多发的薄弱环节,电缆系统的载流量会因中间接头的结构特点而受到限制。直流下电缆载流量的约束条件与交流不同,不能直接依据交流电缆中间接头载流量的计算方法。为此,文中以直流电缆中间接头的温度场计算等理论研究为基础,提出以接头导体最高允许工作温度和绝缘层内外表面最大允许温差为两个约束条件,确定高压直流电缆中间接头载流量的方法。通过案例分析,将文中方法与IEC 60287标准计算的载流量进行了对比,并就环境温度对载流量的影响进行了分析。结果表明,中间接头的确是电缆系统载流量计算限制条件之一。两个约束条件下的载流量与环境温度的关系曲线将相交于一点,当环境温度小于该点对应温度值时,接头载流量的决定性约束条件为绝缘层内外表面最大允许温差;当环境温度大于该点对应温度值时,接头载流量的决定性约束条件为接头导体最大允许温度。研究结果可为直流电缆系统运行与载流量设计提供参考。     

含防爆盒的三芯电缆中间接头散热性能及载流量研究

为了避免电缆遭受外力破坏,防止中间接头故障后蔓延至临近电缆,电缆中间接头需加装防爆盒,如此势必延长中间接头热传导的路径,影响其散热性能。为了进一步探究配电网三芯电缆中间接头加装防爆盒后的温度及载流特性,本文以20kV三芯电缆中间接头为例,建立考虑接触电阻的三芯电缆中间接头磁-热耦合模型,计算了289A电流下含防爆盒的中间接头温升,对比运行数据验证了仿真计算的准确性,然后进一步分析了防爆盒对中间接头载流量的影响规律。结果表明：防爆盒内的空腔会大大降低中间接头的散热性能,相比于电缆本体时,载流量约下降37.1%,而灌注环氧树脂ab胶后,可以大幅度增强中间接头的散热,相对于未灌胶时载流量提升近41.1%。研究结果可为防爆盒的设计及中间接头运维的制定提供参考,有益于电缆的安全稳定运行。     

饱和多孔介质对流特性对高压交流海底电缆载流性能的影响

精确分析海底电缆的载流性能对于提高海上风电系统的经济性具有重要意义,而现有计算方法未能表征多孔介质的对流换热效应对海底电缆温度场和载流量的影响。针对海床沙土的多孔介质属性,构建了海底电缆的电-磁-热-流多场耦合模型,研究了其周围饱和多孔介质中的对流换热过程,分析了多孔介质渗透率对温度场及对流换热强度的影响;结合导热系数、电缆埋深和三相间距等载流量影响因子分析,通过和IEC计算结果对比,讨论了渗透率对海底电缆载流特性的影响规律。分析结果表明,该文模型提高了海底电缆载流量的计算精度;当海床沙土的渗透率大于10^-12m²时,海底电缆的载流量随渗透率变大而明显提升,此时电缆周围介质中对流换热过程占主导地位;而现有方法由于普遍将海床沙土简化为没有空隙的固体,而导致海底电缆载流量计算结果明显偏低且不受渗透率影响。该文研究结果为改善海底电缆载流性能提供了参考。     

110kV电缆分接接头

产品用途： 该产品适用于电缆工井或隧道内使用，适用电缆截面：240～1200mm^2。接头的载流量、长期工作温度、短路温度等性能均满足与其配套电缆的技术要求。     

电缆接头存在的问题以及柔性电缆防爆盒设计

针对电缆接头处存在的施工不良、运行过载、环境恶化问题进行探讨,基于此设计一种扣合分节式结构柔性电缆防爆盒,以解决电缆防爆盒安装过程中的问题,从而保障电缆接头运行的安全性与稳定性。     

高压直流系统电缆接头中空间电荷与电场分布的仿真计算

电缆接头复杂的结构与界面情况,使其成为电缆系统中的薄弱点,需要重点研究.但是由于空间电荷测量方法的局限性,只能获得简单结构(例如薄膜或同轴电缆试样)的空间电荷分布,而复杂绝缘结构中的空间电荷分布无法直接测量.利用COMSOL仿真软件,基于双极性载流子输运模型,建立三维电缆接头仿真模型,对其空间电荷与电场分布进行了仿真计...     

高压直流电缆直流载流量计算和验证

为了掌握高压直流电缆直流载流量,最大限度的利用电缆的输送能力,通过理论计算与试验测量结合的方式,研究了±535kV高压直流电缆直流载流量。基于IEC60287计算了导体运行温度为70℃和90℃时的直流载流量,同时搭建了载流量试验回路,实测了运行温度为70℃和90℃时的直流载流量。试验表明,自由空气中敷设、电缆不受日光直接照射,70℃的载流量为3 266A,90℃的载流量为3 682A,90℃运行与70℃运行相比载流量提升12.7%;高压直流电缆载流量理论计算结果与实测结果基本一致,两者相差不超过0.5%。     

PI实时数据库在高压电缆运行工况检测中的应用

电缆允许载流量随环境温度、现有负载变化而变化，在传统SCADA系统中无法实现允许载流量的实时计算与检测。本文根据收集的气温以及电缆表面温度计算了实时载流量，通过PI数据库在一个统计的界面集中显示气温，载流量等数据，便于运行维护人员综合分析电缆运行工况。     

110 kV插拔式GIS电缆终端轴向传热分析

GIS电缆终端的轴向传热特性对电缆资产的可靠性与利用率均有重要意义。本文通过建立GIS电缆终端等效热路模型,理论分析其传热特性与载流热点,通过搭建了110kV GIS电缆终端大电流实验平台,激励800A至1200A稳态负荷电流,量化分析其轴向传热特性与影响范围。结果显示,GIS电缆终端轴向传热程度与载荷大小正相关,当载荷为1200A时,至高点温度为93.0℃,最大轴向温差可达15.4℃,已超过电缆线路的额定载流量。分析表明,GIS电缆终端轴向传热明显,其影响范围为尾管后1m左右距离,顶推弹簧截面处的导体为温度至高点,环境温度对GIS电缆终端与电缆本体影响权重等同并呈线性规律,本文研究结果可供电力调度及运行维护部门评估电缆线路载流量提供参考。     

高压交联聚乙烯绝缘海底电缆载流量分析

通过对海缆结构、材料、敷设方式和负荷特性等的阐述,综合分析了这些因素对海缆载流量的影响。以川岛联网工程海缆敷设为实例,提出满足系统输送容量要求的优化设计计算。     

交联聚乙烯高压电缆熔接头缺陷检测技术研究

高压电缆熔接头长时间带缺陷运行,容易造成运行故障。为及时排查接头缺陷,本文以高压电缆熔接头为研究对象,利用数字射线检测技术（digital radiography,DR）对高压电缆熔接头的主绝缘及导体恢复过程进行检测,采用有限元法对导体弯曲极限进行分析。结果表明：DR检测技术可以有效检测出XLPE主绝缘熔接头气泡、导体弯曲、偏心等缺陷,通过现场解剖论证了检测结果的准确性,为高压电缆熔接头缺陷检测提供了一种有效的手段。XLPE主绝缘气泡缺陷是交联管道温度和氮气压力下降引起的;针对导体弯曲、偏心缺陷,考虑接头的安全裕度,建议弯曲间隙不应超过11 mm,且弯曲位置的绝缘厚度不应少于30 mm。     

高压直流电缆稳态载流量解析计算方法

高压直流电缆稳态载流量的准确计算对于其传输能力的充分利用具有重要意义。首先,提出了高压直流电缆稳态载流量解析计算方法,该方法同时考虑了线芯导体最高长期允许温度和绝缘层最大允许温差。其次,利用该方法对?160 kV交联聚乙烯直流电缆稳态载流量进行了计算,并用有限元法进行了验证。最后,研究了敷设环境温度、线芯导体最高长期允许温度和绝缘层最大允许温差对直流电缆稳态载流量的影响规律,发现考虑线芯导体最高长期允许温度和考虑绝缘层最大允许温差的直流电缆稳态载流量随敷设环境温度的变化曲线可能存在交点,当敷设环境温度高于交点温度时,线芯导体最高长期允许温度决定了稳态载流量;当敷设环境温度低于交点温度时,绝缘层最大允许温差决定了稳态载流量。     

不同金属屏蔽形式XLPE高压直流电缆载流量计算与试验验证

为了明确不同金属屏蔽形式对高压直流电缆载流量的影响,并对比热分析法和有限元仿真两种理论计算方法结果的准确性,选取导体截面3 000 mm2的铜芯±525 kV交联聚乙烯(XLPE)绝缘直流电缆,分别通过热分析法和有限元仿真计算皱纹铝套和铜丝屏蔽结构下直流电缆的载流量,并设计直流载流试验对两种电缆样品进行载流量测试.结果...