110kV XLPE电缆GIS内锥插拔式快速中间接头的设计

故障快速修复目前高压交联聚乙烯电力电缆迫切需要解决和完善的问题。为缩短电缆故障时的抢修时间以及节约硬件成本,将电缆终端气体绝缘开关(GIS)技术创新化地运用到电缆中间接头上,开发出了一种用于110KV交联聚乙烯电缆或电缆接头在发生主绝缘故障后临时连接用的GIS内锥插拔式快速接头。利用有限元分析对接头的应力锥、高压屏蔽电极、附件材料电性参数的配合进行了优化设计,得出了最优配合,完成了接头样机的研制并进行了现场试验验证。结果表明:应力锥的轴向长度及端部半径最优值分别为135 mm和25 mm;应力锥与半导体屏蔽层的介电系数比值以及应力锥与主绝缘的电导率比值越小越好;高压屏蔽电极的倒角半径及电极长度最优值分别为10 mm及40 mm。使用设计的接头,可在4 h内完成电缆附件的安装。该接头可以实现异径电缆对接,通用性强,主体部分可以重复使用,满足系统的运行要求。     

110 kV高压电缆中间接头系列故障分析

以某110 kV高压电缆中间接头系列故障为研究对象,通过高频局部放电检测、实物解体、电缆性能检测等方法进行分析。在排除其他因素的影响后,认为故障的主要原因为导体金属屏蔽罩与导体压接管之间的连接编织铜线在运行中存在断裂或脱落,金属屏蔽罩在绝缘预制件内处于悬浮电位,导致金属屏蔽罩和电缆绝缘端部之间发生局部放电,并最终引起绝缘击穿。另外,结合本案例分析总结了国内电缆及接头故障的主要类型,以期对电力电缆线路的安装、运维、管理提供借鉴。     

110kV交联聚乙烯电缆异型中间接头系列故障分析

对发生的110 kV交联聚乙烯电缆异型中间接头系列故障情况进行了分析和总结,通过对故障中间接头的解体分析,认为产品安装设计缺陷是造成故障的主要原因。为避免今后发生类似事故,建议加强技术监督,严把安装质量关,加强运行监测,为电缆附件设计、安装及运行维护等部门提供参考,提高电缆安全稳定运行能力。     

110 kV交联聚乙烯电缆异型中间接头系列故障分析

对发生的110 kV交联聚乙烯电缆异型中间接头系列故障情况进行了分析和总结,通过对故障中间接头的解体分析,认为产品安装设计缺陷是造成故障的主要原因.为避免今后发生类似事故,建议加强技术监督,严把安装质量关,加强运行监测,为电缆附件设计、安装及运行维护等部门提供参考,提高电缆安全稳定运行能力.     

电缆中间接头应力锥安装错位检测的试验研究

模拟制作了电缆中间接头应力锥安装错位缺陷,以此建立缺陷检测的试验平台,对比分析阻尼振荡波电压法局部放电检测、工频交流耐压试验和局部放电在线检测等典型试验方法对电缆应力锥错位缺陷检测的有效性和灵敏度。试验结果表明:三种试验方法均可有效检测电缆应力锥错位缺陷,其中阻尼振荡波电压法的灵敏度更高且可实现精确定位。由此得出结论:可采用阻尼振荡波电压法局部放电检测和工频交流耐压试验进行10 kV电缆交接验收试验,将电缆绝缘状态检测关口前移;可采用局部放电在线检测方法检查在运电缆的绝缘状态。     

63～110kV交联聚乙烯电缆中间接头的研制

由于交联聚乙烯电缆绝缘的各向同性和树枝状击穿的特性,决定了电缆附件设计需控制的合成电场应力 (?)=(?)_(径向)+(?)_(切向)。应用几何-物理-化学相容性原理设计的电缆中间连接头,可使其电场分布得到控制,气隙有可能消除。研究表明,采用等直径导体镉焊、可交联聚乙烯带作接头绝缘、以三段升温模塑工艺制作的63～110 kV 交联电缆中间连接头,其所用材料的性能和连接头本身的性能,是能满足运行要求的。     

110kV绕包型XLPE电缆中间接头的绝缘性能

对一只运行达13年的110kV交联聚然绝缘（XLPE）缆绕包型接头进行了型式试验和附加试验，结果表明在保证制造、安全工艺质量的前提下可满足30年运行寿命的要求。     

10kV交流XLPE电缆熔接头的直流电场仿真分析

为了研究具有不同电气性能的熔接头在直流下运行的电场分布,本文以10 kV交流交联聚乙烯(XLPE)电缆熔接头为例,通过有限元仿真软件建立熔接头电场和温度场耦合仿真模型,得到了当恢复绝缘且具有不同直流电导率时熔接头的直流电场分布.结果表明:当恢复绝缘的直流电导率大于本体绝缘时,熔接头直流运行时的最大场强位于反应力锥处.随着绝缘温差的增大,反应力锥场强逐渐减小而应力锥场强逐渐增大.反应力锥坡度越小,其电场强度越大,但熔接头恢复绝缘与本体绝缘的结合性更好.     

110 kV XLPE电缆载流量计算结果的验证试验

IEC 60287为电缆的载流量计算提供了标准方法,但由于计算所涉及的边界条件的可选性及实际运行中电缆周围环境的复杂性等原因,计算结果和电缆的实际承载能力是否一致,成为电缆行业所关心的问题。文章对影响载流量计算结果的因素进行了分析,并通过110 kV 1×400 mm2交联聚乙烯(XLPE)电缆进行了载流量计算结果的试验验证。结果表明,按IEC 60287标准计算所得的载流量完全可以作为线路设计、电缆选型的重要依据。     

硅橡胶电导特性对XLPE绝缘高压直流电缆中间接头内电场分布的影响

为改善交联聚乙烯（XLPE）绝缘高压直流电缆中间接头内的电场分布,通过添加纳米填料制备了用于制作电缆接头应力控制体的非线性硅橡胶复合材料。建立了高压直流电缆接头仿真模型,测试了各绝缘材料的电导特性,计算了电缆接头内的电场分布。研究结果表明,70 ℃时在各场强下未改性硅橡胶的电导率都小于高压直流电缆XLPE绝缘,故电缆接头内的最高场强点位于硅橡胶增强绝缘内,且最大场强远大于电缆本体绝缘的平均场强;以非线性硅橡胶做应力控制体增强绝缘时,超过一定场强后增强绝缘的电导率明显大于XLPE绝缘,保证了电缆接头内最高场强点永远位于XLPE绝缘内,且接近于平均场强。     

高压XLPE电缆预制式附件的设计、制造和安装

对高压交联聚乙烯(XLPE)电缆预制式附件的设计、制造和安装等方面进行了较详细的叙述,并结合现场实际的安装操作进行了说明,以便减少附件的故障率,提高了电缆线路运用的安全可靠性。     

110 kV交联电缆模注式接头的研究

提出了采用交联聚乙烯在电缆本体上模注增强绝缘层的设计理念及方法。详细阐述了模注式接头的关键技术的相关原理和制作工艺,并通过导体接头电阻、绝缘层交联度、热延伸、绝缘交界面检查等手段验证其可靠性。根据此方法研制的110 kV模注式接头,已按照JB/T 11167.1—2011的检测标准通过型式试验,证明了设计理念的正确性。     

110 kV电缆中间接头的合闸过电压仿真研究

近年来发生多起110 kV电缆中间接头在断路器合闸时爆炸的事故.为研究110 kV电缆接头在断路器合闸送电时的过电压特性,首先建立了电缆中间接头的RLC等效模型;然后在PSCAD软件中搭建含有中间接头的电缆线路模型,分析合闸相角、电缆长度、接头数量对接头过电压的影响,找出过电压最严重的接头;再利用Ansys软件仿真过电...     

10kV三相电缆插接式中间接头应力仿真分析

电力系统对电气连接可靠、机械稳定性高的电缆中间接头的需求愈发迫切。以新型10kV三相电缆插接式中间接头为例,对中间接头用绝缘材料进行了拉伸和动态热机械力学性能测试,并进一步通过有限元软件,构建三相电缆插接式中间接头的应力计算模型。根据电动力-接触应力单向耦合仿真结果,短路电动力会对导体线芯周围的应力分布造成影响,在电动力较大处造成一定程度的应力分布不均匀,但最大应力值远低于材料极限强度,仍能保持线芯与压紧锥部分紧密接触具有可靠的电气连接性能及机械稳定性。     

220 kV金属型高压电缆接头保护装置的泄能孔和壁厚设计北大核心CSCD

针对目前常见的双泄能孔式220 kV金属型高压电缆接头保护装置缺少优化设计方法的问题,文中利用温度场、流场和位移场耦合的有限元计算方法,基于3层迭代算法,提出了优化泄能孔开口尺寸和装置壁厚的设计原则和方法。对不同开口尺寸下220 kV金属型高压电缆接头保护装置内壁的气压分布进行计算,得到了泄能孔开口尺寸r=80 mm,达到最优的泄能效果。进一步以泄能孔设计参数为基础,对装置内壁应力分布进行仿真计算,以保护装置材料可承受的极限应力值作为依据,最终确定保护装置的最佳匹配壁厚d=6 mm,并通过50 kA/200 ms大电流燃弧试验证明了设计的可靠性。经过优化后的保护装置整体材料用量比原有装置减小40%,且进一步降低了加装保护装置后电缆接头的温升效应。文中提出的设计方法和关键参数可为高压电缆接头保护装置的优化设计提供方法指导,提高其技术经济效益。     

高压直流XLPE电力电缆预制式接头的设计

交直流绝缘层中本构方程的相似性决定了直流交联聚乙烯(XLPE)电缆附件与交流XLPE电缆附件的结构和设计原理的相似性。但是两种电场下本征参数性质的不同又使得直流XLPE电缆附件的设计不同于交流XLPE电缆附件的设计。为合理设计直流XLPE电缆接头,借鉴交流XLPE电缆接头设计的经验,给出了详细的设计直流XLPE电缆接头结构的方法。在直流XLPE电缆接头的设计中,界面空间电荷的抑制是接头设计成功的保证;而对界面空间电荷的抑制就需要界面两侧绝缘的介电常数和电导率的合理配合。最后,以30 kV直流XLPE电缆中间接头的设计为例,通过仿真计算得出,在高压屏蔽层端部附近界面上的允许切向电场强度取为1.5 kV/mm时,EPDM与XLPE在设计电场下符合应力锥优化设计要求的电导率比值范围可取为(0.5,5),在此范围之外的电导率比值的材料是不可以用来设计直流XLPE电缆中间接头的。     

110kV交联聚乙烯电缆接头主绝缘含杂质的击穿特性分析

为了研究电缆接头主绝缘上含有杂质时高压静电场的分布和数值大小,采用有限元法,计算了加载110kV恒定电压于电力电缆上时,其接头的静电场分布与数值。结果表明,电缆接头含有杂质将引起接头部分电场的畸变现象,当超过其击穿场强时绝缘部分将会被击穿。然后在110kV交联聚乙烯电力电缆接头的主绝缘处人工涂抹一定量的半导电漆作为杂质,通过现场试验验证了有限元分析结果的正确性。     

27.5 kV电气化铁道内锥插拔式电缆分接箱的开发和应用

27.5 kV电气化铁道系统的电缆连接或分接多采用中间接头、气体分支接头或外锥式电缆分接箱,在使用的过程中有很多不足.而内锥插拔式电缆分接箱可满足电气化铁道更高的要求,电气绝缘性能高,通流能力强,结构紧凑,安装拼接方便,并可解决高铁站或维修基地电缆线路的汇集和分接,隧道等局限环境内电缆的连接及置于高架桥等场所避免电缆线...     

电缆绝缘老化的高压频域介电谱诊断评估方法EI北大核心CSCD

通过检测不同阶段的整体/局部热老化XLPE电缆高压介电谱,探究不同老化程度和不同局部老化段与完好电缆占比对高压介电谱的影响。结合XLPE材料老化过程中的理化特性和机械特性变化,分析宏观高压介电与微观物理化学性质的关系,并探讨基于高压频域介电谱的XLPE电缆老化评估方法。结果表明:具有一定程度老化的电缆,无论是整体老化还是局部老化,其高压介电谱都会呈现分层的特征,这是由于热老化过程中材料分子断键产生的极性基团和晶区破坏导致材料极化强度增大导致的。此外,具有一定老化程度的整体热老化、局部热老化缺陷电缆试样的分层度L均大于1,L矩阵可作为电缆老化现象的评估参数;较高检测电压等级(1.0U0)介电谱曲线的非线性度η对老化程度的变化敏感,可以作为电缆老化程度的评估特征;可以结合η的数值及曲线积分数值区间判定电缆是否为局部老化。     

现役交流XLPE电缆配电线路改为直流运行的技术方案及实例分析EI北大核心CSCD

近年来,随着新型发电及用电技术的发展,以及对电力供应可靠性和容量要求的提高,直流配用电与直流微电网技术日益获得广泛关注。该文针对一条现役35 kV交联聚乙烯(XLPE)交流电缆线路在发生二次故障后的改造工程,创造性地提出将其改为直流运行的方案,并针对方案中所确定的±10 kV直流电压、150 A额定电流运行参数,自行设计对电缆性能进行全面校核的试验方法。在送检电缆样段顺利通过所有试验项目并完成必要的系统改造后,将电缆线路投入直流±10 kV电压下作双极运行。线路在改造后至今已安全运行4年。与传统的修复运行、新增线路等备选方案相比较,从经济性、工程性、可靠性等多方面,改直流方案均具有明显的优势,而且研究还显示其存在大幅增容的潜力。该文的研究可为国内XLPE电缆直流配网系统建设以及现役交流电缆线路改为直流运行提供理论借鉴及工程参考。