10kV冷缩式电缆附件电场分析与试验研究
发布时间：2021-08-23 18:14
冷缩式电缆附件对电缆线路的连接和过渡起着重要作用,是保证电力系统可靠运行不可缺少的重要组成部分。由于电缆接头内部结构复杂,材料各异,容易产生电场畸变,已成为电缆输电线路的薄弱环节和运行故障的典型部位。要提高电缆接头系统的运行可靠性,一方面要保证电缆接头系统现场制作工艺的规范性,且制造现场的环境条件（如湿度等）应符合要求。更重要的是,要对电缆附件进行优化设计以提高产品的设计质量。为了研究10kV冷缩式电缆中间接头缺陷对电场分布的影响并探究缺陷在不同位置时的电场分布规律。本文首先建立6类电缆中间接头缺陷有限元仿真模型,然后利用模型对缺陷在中间接头不同位置时电场分布规律进行了深入分析,最后根据分析结果制作6类缺陷中间接头,并对试样开展局部放电和耐压试验。结果表明:主绝缘划伤、主绝缘存在铜颗粒、主绝缘存在半导尖端这三种缺陷在应力锥端部下方时电场的畸变较大,但随着缺陷与外半导电层切口距离的不断增大对电场的影响基本呈逐渐减小的趋势;连接管错用绝缘胶带时,胶带处电场畸变明显且畸变程度与绝缘厚度h成反比;附件本体偏移时,电场畸变强度随本体偏移的距离增加而增大;连接管尖端毛刺时,毛刺处产生很大的电场集中...
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
论文框架结构
华侨大学硕士学位论文102）可以通过算术平均法来计算场强的条件：公共边界上两个相邻的基本单元的电势满足连续条件，而相应的场强不能保证连续。2.2中间接头模型分析及边界条件设定2.2.1中间接头模型分析以YJV22-8.7/15-185型单芯电缆及相匹配的GL-185铜连接管，长度为100mm的接头连接器为研究对象。接头的几何特征决定了对电缆中间接头建模时模型维数的选择，电缆中间接头具有轴对称性时采用二维建模，电缆中间接头的对称性被破坏时必须使用三维实体模型[37]。标准电缆中间接头具有轴对称特性，采用二维轴对称方式建模；而在典型缺陷分析时轴对称特性被破坏，因此采用三维轴对称方式建模。依据其形状参数，基于ANSYS软件进行1:1比例的建模仿真。10kV冷缩式电缆附件中间接头的结构包括内外半导电层、应力锥、电缆主绝缘、铜导体、附件主绝缘、屏蔽管。如图2.1为10kV冷缩式电缆中间接头1/4结构模型。图2.1：10kV冷缩式电缆中间接头1/4结构模型2.2.2中间接头边界条件设定为了研究电缆附件中间接头的电场分布，需要设置其边界条件。10kVXLPE电缆中间接头根据GB/T12976.1-1991[38]，在电缆线芯铜导体上施加电缆设计用
第3章10kV电缆附件中间接头典型缺陷仿真分析与试验15图3.1电场与半径关系曲线2）连接管毛刺当尖端毛刺带电时，毛刺中的自由电荷将会依次占据尖端毛刺的低能级、较高能级、更高能级。所谓的尖端放电是因为毛刺尖端面积S小，其电荷密度大，根据公式ES刺附近的电场强度十分大，致使空气发生电离。3）外半导电层剥离不齐外半导电层是基于绝缘结构的分阶原理，改善电缆附件的径向电场分布。场强与外半导电层半径的关系如下图3.2所示。图中虚线为半导电层不存在时的电场分布，实线为半导电层存在时的电场分布。由于遵循极化规律，分界面处电场强度的E线是跃变的，因此分界面成为电场强度E线的源。
【参考文献】：
期刊论文
[1]硅脂对交联聚乙烯绝缘与硅橡胶界面电场的影响[J]. 方春华,刘浩春,任志刚,郭卫,李景,张帅,周雨秋. 高压电器. 2019(04)
[2]10kV交流电力电缆冷缩式中间接头电场仿真[J]. 王劲,覃煜,张行,王仲. 广东电力. 2018(12)
[3]高压电缆附件设计环节中几个关键问题探讨[J]. 王霞,余栋,段胜杰,张宇巍,张文辉,吴锴,屠德民. 高电压技术. 2018(08)
[4]几种概率电压稳定分析方法计算误差的对比分析[J]. 张建芬,王克文. 电力系统保护与控制. 2018(16)
[5]110kV电缆中间接头典型缺陷电场三维仿真分析[J]. 周象贤,曹俊平,王少华,蒋愉宽,李特,邹杨. 绝缘材料. 2018(07)
[6]基于卷积神经网络的高压电缆局部放电模式识别[J]. 杨帆,王干军,彭小圣,文劲宇,陈清江,杨光垚,李朝晖. 电力自动化设备. 2018(05)
[7]广义有限差分法在静态电磁场计算中的应用[J]. 陈剑,刘春明,王茂海,葛小宁,刘连光. 电工技术学报. 2018(07)
[8]10kV XPLE电缆中间接头缺陷电场仿真计算[J]. 刘琦,白玉鹏,王超. 山东电力技术. 2017(06)
[9]中高压XLPE电缆故障种类及机理辨析[J]. 马钦国,李复明,薛晓军,乔文玮,李高峰,郑晓泉. 电线电缆. 2017(01)
[10]非线性电导材料应力锥改善电缆终端电场强度分布[J]. 胡军,赵孝磊,杨霄,何金良. 高电压技术. 2017(02)
硕士论文
[1]基于COMSOL仿真的高压直流交联聚乙烯（XLPE）电缆附件设计[D]. 赵鹏.中国电力科学研究院 2018
[2]配电网电气设备的耐压试验装置及应用研究[D]. 张鸣.华北电力大学 2016
[3]配电网带电作业旁路电缆终端和接头的应用研究[D]. 茹满辉.华北电力大学 2014
[4]XLPE高压电缆绝缘老化状态评估研究[D]. 薛程.天津大学 2014
[5]交联聚乙烯电缆局放在线监测方法研究与系统设计[D]. 张宝金.华北电力大学 2013
[6]配电网带电作业旁路电缆终端和接头的研究与应用[D]. 魏力强.华北电力大学 2012
[7]高压复合绝缘穿墙套管和电缆终端电场仿真及优化设计[D]. 齐玉.华北电力大学（北京） 2004
本文编号：3358357
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
论文框架结构
华侨大学硕士学位论文102）可以通过算术平均法来计算场强的条件：公共边界上两个相邻的基本单元的电势满足连续条件，而相应的场强不能保证连续。2.2中间接头模型分析及边界条件设定2.2.1中间接头模型分析以YJV22-8.7/15-185型单芯电缆及相匹配的GL-185铜连接管，长度为100mm的接头连接器为研究对象。接头的几何特征决定了对电缆中间接头建模时模型维数的选择，电缆中间接头具有轴对称性时采用二维建模，电缆中间接头的对称性被破坏时必须使用三维实体模型[37]。标准电缆中间接头具有轴对称特性，采用二维轴对称方式建模；而在典型缺陷分析时轴对称特性被破坏，因此采用三维轴对称方式建模。依据其形状参数，基于ANSYS软件进行1:1比例的建模仿真。10kV冷缩式电缆附件中间接头的结构包括内外半导电层、应力锥、电缆主绝缘、铜导体、附件主绝缘、屏蔽管。如图2.1为10kV冷缩式电缆中间接头1/4结构模型。图2.1：10kV冷缩式电缆中间接头1/4结构模型2.2.2中间接头边界条件设定为了研究电缆附件中间接头的电场分布，需要设置其边界条件。10kVXLPE电缆中间接头根据GB/T12976.1-1991[38]，在电缆线芯铜导体上施加电缆设计用
第3章10kV电缆附件中间接头典型缺陷仿真分析与试验15图3.1电场与半径关系曲线2）连接管毛刺当尖端毛刺带电时，毛刺中的自由电荷将会依次占据尖端毛刺的低能级、较高能级、更高能级。所谓的尖端放电是因为毛刺尖端面积S小，其电荷密度大，根据公式ES刺附近的电场强度十分大，致使空气发生电离。3）外半导电层剥离不齐外半导电层是基于绝缘结构的分阶原理，改善电缆附件的径向电场分布。场强与外半导电层半径的关系如下图3.2所示。图中虚线为半导电层不存在时的电场分布，实线为半导电层存在时的电场分布。由于遵循极化规律，分界面处电场强度的E线是跃变的，因此分界面成为电场强度E线的源。
【参考文献】：
期刊论文
[1]硅脂对交联聚乙烯绝缘与硅橡胶界面电场的影响[J]. 方春华,刘浩春,任志刚,郭卫,李景,张帅,周雨秋. 高压电器. 2019(04)
[2]10kV交流电力电缆冷缩式中间接头电场仿真[J]. 王劲,覃煜,张行,王仲. 广东电力. 2018(12)
[3]高压电缆附件设计环节中几个关键问题探讨[J]. 王霞,余栋,段胜杰,张宇巍,张文辉,吴锴,屠德民. 高电压技术. 2018(08)
[4]几种概率电压稳定分析方法计算误差的对比分析[J]. 张建芬,王克文. 电力系统保护与控制. 2018(16)
[5]110kV电缆中间接头典型缺陷电场三维仿真分析[J]. 周象贤,曹俊平,王少华,蒋愉宽,李特,邹杨. 绝缘材料. 2018(07)
[6]基于卷积神经网络的高压电缆局部放电模式识别[J]. 杨帆,王干军,彭小圣,文劲宇,陈清江,杨光垚,李朝晖. 电力自动化设备. 2018(05)
[7]广义有限差分法在静态电磁场计算中的应用[J]. 陈剑,刘春明,王茂海,葛小宁,刘连光. 电工技术学报. 2018(07)
[8]10kV XPLE电缆中间接头缺陷电场仿真计算[J]. 刘琦,白玉鹏,王超. 山东电力技术. 2017(06)
[9]中高压XLPE电缆故障种类及机理辨析[J]. 马钦国,李复明,薛晓军,乔文玮,李高峰,郑晓泉. 电线电缆. 2017(01)
[10]非线性电导材料应力锥改善电缆终端电场强度分布[J]. 胡军,赵孝磊,杨霄,何金良. 高电压技术. 2017(02)
硕士论文
[1]基于COMSOL仿真的高压直流交联聚乙烯（XLPE）电缆附件设计[D]. 赵鹏.中国电力科学研究院 2018
[2]配电网电气设备的耐压试验装置及应用研究[D]. 张鸣.华北电力大学 2016
[3]配电网带电作业旁路电缆终端和接头的应用研究[D]. 茹满辉.华北电力大学 2014
[4]XLPE高压电缆绝缘老化状态评估研究[D]. 薛程.天津大学 2014
[5]交联聚乙烯电缆局放在线监测方法研究与系统设计[D]. 张宝金.华北电力大学 2013
[6]配电网带电作业旁路电缆终端和接头的研究与应用[D]. 魏力强.华北电力大学 2012
[7]高压复合绝缘穿墙套管和电缆终端电场仿真及优化设计[D]. 齐玉.华北电力大学（北京） 2004
本文编号：3358357
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3358357.html
