35 kV XLPE电力电缆终端结构参数优化

为解决电力电缆与其终端绝缘电场分布不均匀,易造成界面击穿及沿面放电的问题,本文对35 kV冷缩式电力电缆终端结构参数进行优化以提高其绝缘水平。首先基于COMSOL仿真软件分析应力锥的轴向长度和端部半径对终端电场分布的影响,得出终端结构参数的最优组合;随后研制电力电缆终端样品,通过工频交流耐压、局部放电试验进行性能指标的对比验证。结果表明：电力电缆终端应力锥的轴向长度是影响其界面电场变化与分布的主要因素,端部半径的变化对终端电场的影响较小;应力锥轴向长度的增大缓解了界面电场强度,但容易引发沿面放电问题;应力锥的轴向长度及端部半径最优值分别为25 mm和2.5 mm。     

基于电-热-力场的10 kV电缆终端典型缺陷仿真研究

为了研究电缆终端硅橡胶/交联聚乙烯（SR/XLPE）复合界面典型缺陷对电场、温度场以及应力场分布的影响,采用COMSOL Multiphysics仿真软件建立了10 kV电缆终端仿真模型,对复合界面存在金属微粒、半导电微粒以及划痕缺陷时的电-热-力场分布情况进行仿真。结果表明：电缆终端复合界面存在金属微粒或半导电微粒时,界面缺陷区域的电场、温度场以及应力场存在不同程度的畸变,金属微粒对界面各物理场分布的影响更加明显。对于外半导电层截断处因交联聚乙烯划伤导致气隙缺陷的情况,发现界面气隙缺陷处电场发生畸变进而产生局部热点。界面涂覆硅脂对划痕处电场和温度场的畸变具有明显的改善作用,但划痕区域由于硅脂的填入导致应力分布不均匀,应力呈现两端高中间低的分布规律。     

220 kV电缆线路终端故障及仿真分析

为分析某220 k V电缆线路终端应力锥、电缆表面贴合状态与故障发生的深层次原因,本文对某220 k V故障电缆终端开展故障解体、X射线检测以及仿真工作,分析发现接头应力锥过盈量高于安装工艺要求,且搭接面表面不平整。在应力锥、电缆表面贴合良好时,运行电压下应力锥、电缆主绝缘最大电场强度均远小于对应绝缘材料的击穿场强,而应力锥、电缆表面贴合不良交界面存在微小气隙时,运行电压下气隙内部电场强度大于空气击穿场强,表明运行电压下气隙内部存在放电现象。因此,电缆终端应力锥、电缆表面贴合不良、交界面存在微小气隙时,在运行电压下,气隙内部长期放电引起主绝缘破坏是造成电缆故障的原因。     

66～110kV有机绝缘干式电缆终端头

自1990年至今，已有近500只GIZ型干式电缆终端头在我国66kV和110kV电网上运行，运行情况很好，没有一只出现任何事故，受到广大电力用户的欢迎。中介绍了此种电缆终端头的研制情况、设计原理、具体结构、现场做方法和突出特点。     

64/110kV交联聚乙烯绝缘电缆硅橡胶干式终端

为解决高压交联电缆传统终端结构复杂安装不便运行中泄漏进潮等诸多缺点 ,研制新型硅橡胶干式终端特点 ,它的应力锥、伞裙、内外绝缘为一整体 ,运行可靠而无维护 ,是高压交联电缆的理想附件     

10kV XLPE电缆终端缺陷仿真与电场分析

基于时谐电场的理论知识,以ANSYS为有限元求解工具,建立工频电压下的XLPE电缆终端数值计算模型。分析了介质介电常数和电阻率对电场分布的影响,分别计算了电缆终端无应力管、有空气隙、有金属微粒、钢针扎入这4种缺陷内部电场的分布情况,并研究了电场畸变与缺陷位置的对应关系。通过使用工频电压对4种电缆终端缺陷的局部放电进行测试,结果表明该电场模型能够对实际电缆终端进行仿真分析。     

高铁用27.5 kV电缆终端电场及电位仿真分析

在中低压电缆中,电缆终端通常采用热缩模式。这种终端具有良好的收缩性能,可以和多种截面的电缆进行配合。但热缩电缆终端在高速列车车载电缆连接中应用存在一些问题需要解决。结合某一型号热缩电缆终端在高速列车使用过程中遇到的实际问题,利用计算机仿真技术对该型终端不同设计结构进行了有限元仿真计算,得到关键位置的电场以及电位分布情况,并提出一种比较适合高速列车用的热缩电缆终端结构,为该型热缩终端的设计和使用提供依据。     

基于多物理场的预置式（插拔式）海底电缆终端电场优化研究

电缆终端电场分布优化研究是海底电缆安全运行和试验迫切需要解决的问题,为提高其运行的安全性与可靠性,可对电缆终端电场分布进行优化。文中基于有限元法对海底电缆终端电场进行多物理场耦合研究分析,综合考虑终端实际运行环境及实际生产情况,采用电流—温度—电压仿真法对电缆主绝缘及应力锥绝缘部分材料进行优化分析,同时对应力锥金属部分曲率及应力锥金属与绝缘部分比例分配进行优化,寻求终端电场分布的最优化。结果表明:采用与电场、温度相关的非线性材料对终端电场分布很大改善,应力交界点电场强度降低幅度为25.83%,交界面上的最大电场强度降低幅度为12.91%;对金属应力的曲率和金属与绝缘部分比例分配分别优化和同时优化作对比,当金属应力的曲率半径为81 mm,增加金属应力20 mm时,电场改善程度最大,应力交界点电场强度降低幅度达到27.47%,交界面上的最大电场强度降低幅度也高达24.55%,提高了海底电缆终端的可靠性与安全性。     

内部气隙缺陷对车载电缆终端电-热场分布特性的影响研究

车载电缆终端作为高速列车能量传输的重要枢纽,探明气隙缺陷对电缆终端电场、热场分布影响有重要意义。基于电磁场理论和热传导理论,建立了正常电缆终端、含气隙缺陷电缆终端电-热场耦合有限元模型,研究了内部气隙缺陷作用下电场、热场的分布规律。研究发现,正常电缆终端内部存在电场畸变,气隙缺陷的存在会加强电场畸变程度,并使内部电场强度增大;正常电缆终端内部温度从缆芯至伞裙沿径向逐渐降低,伞裙外表面温度接近环境温度,气隙缺陷作用下内部温度分布发生畸变,缺陷及其周围温度较高,表面温升增大。仿真结果为车载电缆终端内部缺陷检测提供了理论支撑,对高速列车安全稳定运行具有工程意义。     

220kV电缆终端故障分析及防范措施

介绍某地区220 kV电缆终端击穿故障情况,分析该电缆终端故障前运行状况及故障时终端外观情况,结合电缆终端解体检查结果,认为终端尾管封铅开裂是引发故障的主要原因,并提出相应的防范措施。     

基于多物理场的车载电缆终端应力及形变仿真分析

应力控制管是电缆终端中容易产生气隙缺陷的薄弱环节,为了探究温度突变时影响电缆终端内部应力和形变规律的因素,文中通过有限元分析软件构建了电—热—力耦合场仿真模型,研究电缆终端内部温度、应力及形变随环境温度改变的变化规律,同时选取应力控制管的弹性模量、热膨胀系数及泊松比作为研究对象,构建L16(43)正交测试,分析结果可得：温度变化时,应力控制管与半导体层及绝缘层的交界处形变量最大;弹性模量是主要影响应力的物理量,其次是泊松比,最后是热膨胀系数;当无法同时控制这3个物理量时,热膨胀系数低的优先级最高,其次再考虑弹性模量,最后应使泊松比接近0.5。该研究对于应力控制管的选型具有极强的指导意义和参考价值。     

220 kV电缆及终端头局部放电测试技术的应用研究

局部放电测试技术对高压电缆尤其是电缆终端头的绝缘检查是非常有效的方法。用一种便携式多通道局部放电测试系统对电缆及终端头进行带电局部放电测试,测试结果表明,应用这种多通道局部放电测试系统能有效、准确地发现设备绝缘缺陷,为预测设备缺陷提供依据。     

110 kV良容线电缆终端故障分析

为确定佛山供电局110kV良容线电缆终端主绝缘击穿的原因,对该电缆终端头进行解剖和材料切片检查分析。分析结果认为：施工不当造成电缆绝缘屏蔽层受损,引发电场畸变严重,是引起事故的主要原因;接头的安装工艺不当引起接头受潮和接触不良,加速了主绝缘击穿的进程。建议在多雨地区,接头铜尾管与铝波纹护套的密封连接采用搪铅方式。     

10kV电缆终端绝缘气隙缺陷的局部放电及缺陷表面烧蚀特征

为研究电缆终端主绝缘含气隙缺陷下的局部放电(PD)及缺陷表面的形貌特征,通过在10 k V电缆终端上制作典型的气隙缺陷,利用电缆附件电热老化平台模拟终端的实际运行工况并加速老化,利用罗戈夫基线圈传感器提取终端在不同老化时刻下的PD数据,并用扫描电镜(SEM)对气隙缺陷的表面形貌特征进行观察。结合气隙缺陷内部的电场分布进一步分析终端PD的发展规律。结果表明:电缆终端的PD及气隙缺陷表面的形貌特征在不同老化时刻下呈现明显差异,缺陷表面XLPE的碳化过程提高了气隙缺陷的表面电导率,加快了缺陷表面电荷的耗散速度。     

30 kV直流XLPE电缆电场及温度场的仿真计算

根据电流场和静电场理论,分析了在计算电缆绝缘层电场分布时必须同时考虑电导率和空间电荷的影响。为计算直流交联聚乙烯（XLPE）电缆绝缘层径向电场及温度场分布,应用多物理场有限元仿真软件COMSOL模拟实际运行工况,解决了电热耦合场场量的计算。仿真计算时,电导率模型采用的是最适合XLPE绝缘材料的经验公式;设计阶段的空间电荷数据是采用电声脉冲（PEA）技术测量绝缘样品而得到。仿真计算结果表明,设计的30kV直流XLPE电缆是满足设计和实际运行要求的。     

上海地区220kV电缆终端站防爆措施研究

针对城市电缆化进程中出现的电缆终端站外终端头频出的爆炸事故,提出四种终端站防爆方案,分别进行了各方案的造价和综合比较,可供实际工程优选使用参考。     

一起220kV电缆终端击穿故障原因分析

针对一起发生在高速铁路专用220 kV输电线路上的电缆终端击穿事故,进行了故障电缆终端检查和事故原因分析,指出220 kV故障电缆终端尾管与电缆金属护套的铅封施工工艺存在缺陷,直接降低了机械强度,引起电缆终端尾管与电缆金属护套分离,最终导致电缆终端尾管与主绝缘击穿,提出类似电缆终端的铅封施工工艺进行隐患排查的建议。     

10kV XLPE电缆终端电场分布与调整

以Maxwell2D为有限元法求解工具,建立工频电压下的XLPE电缆终端数值计算模型,同时考虑了介质介电常数和电导率对电场分布的影响,计算分析了几种应力锥结构尺寸下电缆终端内部的电场分布,得到了应力锥结构尺寸与电缆终端内部电场分布的关系,为应力锥结构尺寸的合理设计提供了理论依据。