中国首根±525 kV XLPE绝缘直流电缆的设计与试验验证

介绍了中国首根±525 kV交联聚乙烯绝缘直流电缆的研制与试验情况。采用阻水带作为填充材料设计了3 000 mm~2型线阻水铜导体,通过计算导体填充系数可达95.5%,纵向透水试验结果表明,该导体在2 MPa水压作用下10 d后的透水距离为7.2 m,在1 m水柱作用下经受10次热循环后的透水距离为0.9 m。该直流电缆选用铜丝绞合作为金属屏蔽层,在铜丝内同时植入两根光纤单元,满足光纤通信和在线测温的要求;铝塑复合带与聚乙烯护套构成综合防水层,电缆整体外径比同规格皱纹铝套结构减小10%。为了验证±525 kV直流电缆的电气性能,进行了交流525 kV下的耐压和局部放电试验,并送国家电线电缆质量监督检验中心参照CIGRE TB496—2012和GB/T 31489.1—2015进行全性能型式试验,如复合循环、直流耐压、叠加冲击等并全部通过,负荷循环试验过程中导体最高温度大于70℃、绝缘层最大温差大于30℃。     

海底电缆用阻水型线导体设计方法及试验研究

阻水导体的设计制造是海底电缆领域内的关键课题之一.提出一种等截面梯形型线阻水导体结构的理论设计方法,通用性强,可编程性高,适用于50～3500 mm2阻水导体的设计和生产制造,可解决阻水型线导体设计和制造困难、尺寸不合理等问题,导体填充系数可达到0.96以上;然后,通过阻水、机械、电气性能试验,验证所述理论设计方法和工...     

高压电缆大截面分割导体焊接后的机械性能及缓冲阻水层设计

结合国网南京供电公司"秋藤-高旺"220 kV电缆线路工程,介绍了导体截面为2 500 mm~2的220 kV高压陆缆大长度的设计与生产情况。采用整体焊接法完成2 500 mm~2分割铜导体焊接,根据电缆生产过程中导体的受力情况设计试验验证导体焊接后的机械性能,通过绝缘线芯热膨胀试验确定膨胀程度与缓冲层厚度配合情况,并进行了缓冲层的纵向透水试验。焊接后2 500 mm~2分割导体在300 k N拉力作用下未破断,试验后焊接点无明显损伤;焊接导体在100 kN下的张力弯曲试验过程中经受了三次弯曲循环,焊接点无开裂情况;成品电缆样品在热膨胀试验后未出现绝缘线芯的明显形变,缓冲层的纵向透水距离为0.7 m。通过上述研究充分说明了本产品分割导体焊接方式及采取的缓冲层设计可应用于大长度高压陆缆的生产。     

可膨胀无纺包带——纵向水密电缆的新型材料

<正> 早在1970年,就生产了用石油膏作为缆芯填充料的第一代纵向水密结构的通信电缆。它能防止整个通讯网络由于水份侵入而产生的种种故障。接着,进一步发展了静电纤维纵向水密电缆(teleflock)和阻流型纵向水密电缆(aquaflock)。在电缆中使用膨胀型粉末,必须把这些     

PWP法柔性直流电缆空间电荷特性研究

为探究柔性直流电缆的空间电荷特性,采用压力波(PWP)法模型电缆空间电荷测试系统,研究了30 k V柔性直流电缆在电场为-10、-15和-20 k V/mm,导体温度为30、50和70℃,以及在电场13.9 k V/mm下热循环过程中的空间电荷分布。结果表明:在试验外加电场下,当电缆导体温度为30℃时,电缆绝缘层中几乎没有空间电荷积聚;当导体温度升高到50℃和70℃时,绝缘层两侧出现异极性空间电荷积聚,空间电荷密度随着导体温度和电场的升高而增大,且绝缘层外侧的空间电荷积累量大于绝缘层内侧;在电场为13.9 k V/mm的热循环过程中,柔直电缆绝缘层在加热阶段积聚的空间电荷在降温阶段不易消散。     

高压直流海底电缆电–热–流多物理场耦合仿真

高压直流电缆运行时径向温度和电场分布是反映其运行状态的重要参数,考虑流场的海底电缆电热耦合规律研究具有重要意义。依据南澳直流工程±160 kV高压直流海底电缆,利用COMSOL Multiphysics有限元分析软件,建立了海缆本体及其敷设环境的3维电–热–流耦合模型,以控制变量法研究了铺设和埋设2种敷设方式下海缆载流量、海水温度和海水流速对海缆径向温度和电场分布的影响。结果表明:载流量是海缆径向温度和电场分布的主要影响因素;在该模型下海缆导体温度和绝缘层温差与海水温度存在线性关系;很小的海水流速能显著降低海缆温度,因此提出静止海水散热的流速修正系数;海水流动有利于海缆散热,导致海缆温度分布发生变化,同时影响海缆绝缘材料电导率而导致电场分布发生改变。     

大截面海底电缆导体设计及优化

研究以大截面直流海缆导体为研究对象,提出了两种大截面海缆导体的设计思路。通过理论计算、CAD模拟分析,可以看出,采用圆形单线圆形紧压结构,紧压量大,绞合过程中单线会延展,但是圆形单线直径大,刚性强,绞合过程中会出现缝隙大且多的情况,甚至出现单线拉断的情况;采用瓦形单线圆形结构,模块化设计,需要的瓦形单丝紧压量小,对框绞机的牵引设备要求更低,紧压系数更高,阻水效果更好。研究还对比了3种瓦形单线圆形紧压导体结构的设计方案(a、b、c),经分析计算,发现方案c最优。     

日本古河电工的阻水交联聚乙烯电缆

为防止水分浸入而引发交联聚乙烯电缆的水树,开发了阻水交联电缆。阻水层采用铅箔与塑料的粘合带,与电缆粘结在一起。这种结构的阻水交联电缆,完全阻水,不须采取防止护套下水分移动的措施;阻水层具有防硫化物渗透和其它化学物质侵蚀的特点。电缆经浸水电压试验、弯曲试验、侧压试验、热循环试验、透水试验证实,性能可靠。     

三芯海底电缆中光纤与缆体应变关系的有限元分析方法

为了利用分布式光纤应变传感技术测量的光纤应变反映三芯光纤复合海底电缆的缆体应变,通过有限元方法进行了建模、求解和分析。通过合并导体屏蔽、绝缘屏蔽、半导体阻水层、填充层,忽略黄铜带、铠装垫层、外被层,对模型进行了简化;选用SOLID164单元对模型进行了动力学分析;施加匀速载荷对海缆进行了拉伸仿真试验。利用最小二乘法对铜导体、XLPE、铅护套、钢丝铠装与光单元的应变进行了拟合,获得了它们的函数关系式。模型求解结果满足弹塑性材料特性,可为研究海底电缆的力学性能、判断海底电缆工作状态提供参考。     

一种水密铠装光缆的设计制造及其阻水工艺研究

介绍了一种具有柔软、抗侧压、防动物啃咬、耐腐蚀、耐磨损等特性的水密铠装光缆.阐述了光缆的结构设计与制造工艺,研究了3种不同类型(样品A、样品B、样品C)阻水填充膏的材料特性及填充工艺,测试了光缆纵向水密及传输、机械、环境等性能.结果表明,样品A、样品C两种类型的阻水填充膏采用阻水膏自动填充工艺,保证了光缆耐4.5 MP...     

阻水型电缆的发展历程

对纵向水密封船用电缆、聚乙烯绝缘填充式挡潮层聚乙烯护套市内通信电缆和阻水型电力电缆等多种阻水型电缆的开发原因和应用情况,以及发展历程作详细介绍,并对电缆的金属护套、铝塑聚乙烯护套、聚乙烯和聚氯乙烯护套的径向阻水性能作了简单比较。     

110kV单芯海缆的载流量计算、温度场仿真及其热循环试验研究

由于海底电力电缆独有的结构特性和复杂的敷设环境,其载流量一直是研究的难点。为了深入研究海底电缆的电热特性及其载流量,利用3种方法对典型海缆的载流量进行计算。分析了海底电缆特有的铅包层和铠装层损耗,引出热阻和载流量的计算方法。以型号HJQF41 64/110 k V 1×500的典型海缆为研究对象,对其不同敷设条件、不同环境温度下的载流量进行理论计算。基于有限元分析法,利用Comsol软件对该海缆的温度场进行仿真。设计岸滩环境下海缆热循环试验系统,对被试海缆样品进行载流量试验研究。证实了3种方法对海缆载流量研究的可行性,比较了各种方法的利弊,为海缆运营单位和科研机构提供了参考。     

穿管线路中填充材料与管径对电缆导体温度的影响

对于穿管敷设电缆,采用管内填充低热阻材料可以有效提升电缆的载流量,消除线路的瓶颈点,目前缺乏对这种敷设方式下电缆载流量影响因素的研究。为此建立基于磁-热-流多场耦合的有限元仿真模型,并通过实验验证模型的准确性,分析管道尺寸、填充材料的导热性、填充材料的填充比例等因素对穿管敷设电缆导体温度的影响规律。主要研究结果表明：管道尺寸决定了管内空气气隙厚度,进而影响电缆导体温度;不同填充比例的填充材料对电缆导体温度的影响规律不一样,当填充比例由0增大至0.25时,电缆导体温度下降最为明显,此后填充比例的增大对电缆导体温度的影响相对较小。实际工程中,在满足线路载流量要求的前提下,可以选择合适的管缆比和填充材料的填充比例以达到最高经济效益,这可为穿管敷设的电缆线路载流量的核算及规划提供参考。     

直流电缆上交流分量的计算及其屏蔽

交直流电缆并行敷设时,交流电缆会在直流电缆上产生感应电动势,进而产生工频电流分量.为此,针对上海柔性直流输电工程中可能的几种敷设方式下,对交流电缆在直流电缆上的感应电动势进行了计算,并且实测了不同接地方式下直流电缆金属屏蔽层对交流分量的屏蔽系数.计算结果表明,不同的敷设方式下交流电缆在直流电缆上产生的纵向感应电动势不同,三相交流电缆对直流电缆电磁耦合距离的不同是产生纵向感应电动势的根本原因;计算结果还发现在三相交流电缆与直流电缆耦合距离越远,所产生的纵向感应电动势越小;在4种敷设方式下,耦合距离超过2m后纵向感应电动势趋近于0.最后,还给出了实际工程中考虑屏蔽效应的直流电缆上感应电动势的计算方法,并且提出了屏蔽直流电缆上交流分量的方法.     

新型海岸滩涂风电场光电复合电力电缆的研制

介绍了该种新型海岸滩涂风电场光电复合电力电缆的结构、功能设计和金属护套感应电势计算,并对成品电缆进行了阻水试验、耐海水腐蚀试验和其他常规试验。某沿海潮间带风电场项目工程用光电复合电力电缆(以下简称光电复合缆)要求:(1)电缆敷设于风电场区潮间带上,电缆直埋于海床下1～2m,海水深度约2m。(2)导体标称截面3×240mm2,额定电压26/35kV。(3)电缆段长要求不低于1000m。     

320kV交联聚乙烯绝缘直流电缆电气特性研究

在进行直流电缆的绝缘结构设计和优化时,其电场分布特性是重要的参考依据.通过COMSOL仿真软件建立了320 kV直流电缆的简化模型,并研究其稳态和暂态电气特性规律,然后通过试验对仿真模型的可靠性进行验证.结果表明:以导体最高温度和绝缘层内外表面最大温差为约束条件,当环境温度低于12℃时,直流电缆载流量的决定性因素为绝缘层的内外温差(20℃),当环境温度高于12℃时,直流电缆载流量的决定性因素为导体最高工作温度(70℃);在仿真操作冲击试验、雷电冲击试验及绝缘温差30℃下负荷循环试验过程中,分别得出暂态和稳态最大击穿场强为58 kV/mm、25 kV/mm,对比直流绝缘材料性能参数可知直流电缆结构满足设计要求.试验表明COMSOL多物理场仿真模拟对于直流电缆的结构设计具有重要的指导意义.     

海底电缆的故障探测方法

<正> 敷设在广东省莱芜至南沃岛长山尾的海底电力电缆,全长共8700m,是迄今为止广东省最长的海底电缆线路。该电缆系1985年4月从意大利伯瑞利电缆公司进口。电缆电压等级35kV,导体截面3×150mm~2,乙丙橡胶绝缘厚10mm,导体绝缘分别用1.0和1.25mm 厚的半导电材料作屏蔽,各相用0.1mm 厚的铜带绕包,三相成缆后用聚丙烯绳作填充物和内衬,44根φ6mm 钢丝铠     

较大型循环流化床锅炉的炉衬设置施工工艺烘炉实践(三)

四、绝热型旋风简及其他部位的浇注料炉墙侧壁的锚固件固定和预留膨胀缝方法绝热型旋风筒及其他部位耐火浇注料炉衬都需要在施工中预留膨胀缝,以便炉衬在高温下能留有充分的膨胀余地。这种膨胀缝的预留方法往往将炉衬分隔为1-2m2为一块,四周预留宽度为1mm左右膨胀通缝,在膨胀缝中填充纤维毡等填料。锚固件形式采用大锚固面积的板状金属件或锚固砖。这种方法有几个缺点:     

XLPE中金属尖刺缺陷阻性电流谐波成分分析

为开发一种能实时掌握电缆绝缘状态的监测技术，本文通过模拟XLPE电缆绝缘中出现金属尖刺缺陷，对其阻性电流的谐波成分进行分析，从理论和实验两方面为实现基于阻性电流谐波成分的电缆绝缘诊断提供支撑。首先，基于聚合物的跳跃电导模型，对XLPE的电导特性进行了仿真与理论分析。而后建立了XLPE金属尖刺缺陷仿真模型，对不同针尖曲率半径以及针板间距下阻性电流密度的谐波成分进行了仿真分析。最后制作了3种不同规格的XLPE金属尖刺缺陷试样，在针尖曲率半径为30μm、针板间距为2 mm，针尖曲率半径为90μm、针板间距为3 mm以及针尖曲率半径为30μm、针板间距为3 mm条件下进行了验证实验。结果表明：当XLPE绝缘中存在导体尖刺缺陷时，由于局部电场强度的急剧增大，导致绝缘材料的电导特性随着交流电压波形的变化而在欧姆区与非欧姆区之间反复，使得阻性电流的波形发生畸变，叠加了高次谐波分量；当XLPE绝缘中存在导体尖刺缺陷时，其阻性电流中会存在明显的3次与5次谐波分量，二者构成了阻性电流谐波分量的主要组成部分；随着导体尖刺缺陷的严重程度增加，阻性电流的谐波畸变率以及电导率畸变率均有明显的上升，可以谐波畸变率作...     

126kV真空灭弧室2/3匝纵磁触头磁场分析及优化

为了得到126 kV真空灭弧室2/3匝线圈型纵磁触头的优化设计参数,文中采用实验设计—磁场有限元计算—统计分析相结合的方法,对触头间纵向磁场特性进行了单因素分析和正交回归分析。选取触头开距、单匝线圈高度、线圈宽度和触头片槽长4个设计参数作为优化对象,以电流峰值时纵向磁感应强度最大、磁场滞后时间最小和导体电阻值最低作为优化目标,得到了磁场特性与触头结构参数之间的回归方程以及对纵向磁场产生显著影响的设计因素。基于上述分析,对电流峰值时纵向磁感应强度、磁场滞后时间和导体电阻进行多目标优化,当触头开距为20 mm,线圈宽度为20 mm,单匝线圈高度为15 mm,触头片槽长为30 mm时,纵向磁场特性最优。优化后,电流峰值时的纵向磁感应强度增至0.565 T,磁场滞后时间缩短为0.729 ms,导体电阻减小为19.885μΩ。