绝缘母料加工温度对高压直流电缆绝缘料性能的影响研究

为了研究绝缘母料加工温度对高压直流电缆绝缘料性能的影响,选用3种加工温度制备绝缘母料,并对采用3种绝缘母料制备的直流电缆绝缘料性能进行了研究.先开展洁净度检测,再通过全反射红外光谱分析了洁净度检测出的晶点的化学键结构,最后对比了3种直流电缆绝缘料的电气性能和力学性能.结果表明:采用加工温度过高的绝缘母料的直流电缆绝缘料中有更多的晶点,且部分晶点为淡黄色;与半透明的晶点相比,淡黄色晶点的红外光谱上并未出现较强的吸收峰,但过高温对直流电缆绝缘料的电气性能有较大的负面影响,而对力学性能的影响较小.     

高压直流电缆附件用EPDM与XLPE电气性能匹配关系研究

为研究高压直流电缆附件用三元乙丙橡胶（EPDM）与交联聚乙烯（XLPE）电气性能的匹配关系,本文制备了3种高压直流电缆用EPDM材料,测试XLPE和EPDM的电导率和电气强度,以及XLPE/EPDM双层介质的空间电荷和电气强度。结果表明：EPDM-1~#电导率低于XLPE,EPDM-2~#电导率与XLPE相当,EPDM-3~#电导率高于XLPE。当EPDM电导率低于XLPE时,界面电荷为正极性;当EPDM电导率近似等于XLPE时,鲜有界面电荷积累;当EPDM电导率高于XLPE时,界面电荷为负极性。XLPE/EPDM双层介质的电气强度取决于其自身电导率和电气强度,若要达到更好的匹配效果,要求双层介质内部的电场强度之比等于二者的电导率之比。     

直流电缆雷电冲击电压安全裕度研究

高压直流电缆是柔性直流输电技术的关键装备,直流电缆的绝缘厚度设计以雷电冲击电压安全裕度为重要依据。为了获得直流电缆的安全裕度,文中提出了直流电缆雷电冲击电压安全裕度试验方法,建立了相应的试验回路,对冲击电压波形参数进行了计算、仿真和验证,获得了波前时间为1~5μs、半峰值时间为40~60μs的冲击电压波形;提出了直流电缆雷电冲击电压安全裕度的分析方法,计算了电缆绝缘的电场分布。研究表明,文中所提方法可以获得直流电缆的雷电冲击电压安全裕度,为高压直流电缆绝缘厚度设计提供了依据。     

柔性直流电缆绝缘料及电缆结构设计

重点探讨了柔性直流电缆绝缘料及电缆的结构设计。分析指出,空间电荷问题是柔性直流电缆绝缘急需解决的难题,电缆绝缘空间电荷测量装置的研制及空间电荷陷阱能量分布的测量均有助于空间电荷问题的研究。添加纳米填料抑制交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘中空间电荷时,可以通过表面物理或化学修饰等改性手段解决纳米粒子与XLPE的相容性问题。文中指出,柔性直流XLPE电缆绝缘中电场分布与体积电阻率呈正比分布,而电阻率取决于温度和场强。由于受到空间电荷的影响,运行中柔性直流电缆经受的反极性冲击电压是电缆绝缘的关键因素。最后,提出了开发高载流90℃工作温度绝缘料,并设计出绿色环保的高压、超高压陆地和海底电缆结构。     

±535 kV直流电缆绝缘厚度理论设计与验证

为确定张北柔性直流工程直流电缆的绝缘厚度,文中提出了一种直流电缆绝缘厚度设计方法,分析了寿命指数、击穿场强换算系数和Bahder系数3个关键因素对绝缘厚度的影响;通过建立方程组计算了±535 k V直流电缆绝缘厚度;采用有限元仿真方法计算了不同电导率温度系数、电导率电场系数和绝缘温差下的电场分布和电场畸变率。研究表明,不同电导率温度系数、电导率电场系数和绝缘温差下,±535 k V直流电缆绝缘电场畸变率均符合国家标准的要求,设计方法的合理性得到验证。研究结果为直流电缆绝缘厚度设计和验证提供了理论指导,为张北工程的建设提供技术支撑。     

高压直流电缆绝缘料中纳米粒子的分散性能研究

分别采用双螺杆挤出机和密炼机制备绝缘母料,再将绝缘母料制备成高压直流电缆绝缘料,通过透射电镜（TEM）和Image J软件定量分析直流料中纳米粒子的分散性能,并测试直流料的电气性能。结果表明：通过TEM图像的定性分析难以判断纳米复合直流料中纳米粒子的分布和分散程度,采用Image J软件可以提取TEM图中纳米粒子的特征数据,从而能够定量分析纳米粒子的分散性能;与采用密炼机制备绝缘母料的直流料相比,采用双螺杆挤出机制备绝缘母料的直流料中纳米粒子分布更均匀,分散更好,其电气性能更优。     

基于组合权重模型对高压电缆绝缘料性能评价

根据交联聚乙烯(XLPE)高压电缆绝缘料特点,通过层次分析法(AHP)确定了9项评价指标,建立熵权-主观赋权法组合权重的评价模型.根据所建模型得到评价指标的权重,对6个XLPE高压电缆绝缘料液体抗氧剂配方与现有2个XLPE高压电缆绝缘料固体抗氧剂配方进行了综合评价.结果表明:XLPE高压电缆绝缘料液体抗氧剂配方LAO2...     

柔性直流电缆附件应力锥设计研究

应力锥结构设计是柔性直流电缆附件开发的重点和难点,目前还没有柔性直流电缆附件应力锥电场的系统研究及相关设计理论。本文通过试验研究了柔性直流电缆绝缘交联聚乙烯(XLPE)和附件应力锥绝缘三元乙丙橡胶(EPDM)材料的电阻率与温度和电场强度的关系。结果表明:电阻率与温度和场强分别呈e指数及幂指数关系,且随这两个参数的增大而减小。基于热路方程,计算了柔性直流电缆绝缘和应力锥绝缘组成的双层介质的温度分布,进一步利用欧姆定律及绝缘材料的电阻率表达式,得到了双层绝缘介质中的电场分布。根据应力锥曲线上任意点的总电场方向垂直于切线方向的特点,利用应力锥绝缘电场表达式及数值求解方法,提出了应力锥曲线设计方法。最后,以±320 kV柔性直流电缆终端为例,根据现有相关参数,得到了具体的应力锥曲线形状。