《华北电力大学（北京）》2011年硕士论文

发布时间：2016-05-24 20:04

  本文关键词：高电压冷绝缘高温超导电缆的主绝缘设计，，由笔耕文化传播整理发布。

《华北电力大学（北京）》 2011年

高电压冷绝缘高温超导电缆的主绝缘设计

张洋瑞  

【摘要】：从1986年高温超导体发现以来,因之能在液氮沸点温度下(77K)工作,就此拉开了高温超导应用研究的序幕。高温超导电缆采用具有零电阻特性进行大电流密度输电的高温超导材料作为导体,具有体积小、重量轻、损耗低、无火灾隐患等优点,适用于短距离传输电力的场合及发电厂和变电站等短距离传输大电流的场合以及大型或超大型城市电力传输的场合。高温超导电缆从绝缘结构上可分为室温介质绝缘和低温介质绝缘两类,高温超导电缆采取的是低温介质绝缘。超导电缆本体绝缘部分设计是高温超导电缆研制需解决的关键技术之一。 讨论了不同结构高温超导电缆的本体绝缘结构及特点,对比了常见绝缘材料在常温及低温环境下的电气性能。然后通过实验对特种绝缘纸的电气性能进行了较为深入的研究,进行了包括耐压试验,局部放电试验及介质损耗测量等等一系列工作,掌握了材料在室温及低温环境下的电气参数。最终确定了采用绕包结构聚丙烯层压纸(PPLP)薄膜绝缘作为高温超导电缆本体绝缘设计方案。 用不锈钢管代替波纹管,制作了35kV电压等级的高温超导电缆主绝缘模型,在此模型上进行了35kV绝缘试验,发现了实际工程应用于理论计算之间的差距,并提出了更为合理的设计和实验方法。根据新的试验数据及计算结果制作出的模型通过了35kV电压等级工频交流耐压试验。试验结果表明该模型性能符合预期要求,可为实际高温超导电缆的制作提供重要参考。最终提出了确定220kV冷绝缘结构高温超导电缆主体绝缘层厚度的较为合理的试验方案,并估算了一个理想厚度。

【关键词】：
【学位授予单位】：华北电力大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM249.7
【目录】：

摘要5-6

Abstract6-9

第1章 绪论9-18

1.1 超导电力技术的发展现状9-10

1.2 超导电缆的研究现状及应用前景10-12

1.3 高温超导电缆的结构特点及主电气绝缘12-15

1.4 常用绝缘材料常温和低温性能15-16

1.5 本文的主要研究内容16-18

第2章 低温绝缘试验18-34

2.1 绝缘纸的交流击穿实验18-22

2.1.1 试验设备18-19

2.1.2 试样制备19-20

2.1.3 试验步骤20-21

2.1.4 试验结果21-22

2.2 绝缘纸的冲击击穿实验22-25

2.2.1 试验设备22-23

2.2.2 试样制备23-24

2.2.3 试验步骤24-25

2.2.4 试验结果25

2.3 绝缘纸的多层叠加实验25-26

2.4 绝缘纸的热循环实验26-28

2.4.1 试验目的26-27

2.4.2 试验过程27-28

2.4.3 试验结论28

2.5 绝缘纸的局放放电试验28-32

2.5.1 局部放电的分类及特点28-29

2.5.2 局部放电测试29

2.5.3 局部放电起始放电电压的测量29-31

2.5.4 试验程序及注意事项31-32

2.5.5 测量结果32

2.6 小结32-34

第3章 基于WEIBULL分布的超导电缆主绝缘设计34-43

3.1 WEIBULL分布概述34-37

3.2 常规电缆的设计原则概述37-41

3.2.1 圆截面单芯电缆绝缘层中的电场分布38-40

3.2.2 电缆绝缘层厚度的确定40-41

3.3 高温超导电缆主绝缘设计41-42

3.3.1 老化系数41-42

3.3.2 温度系数42

3.3.3 体积效应42

3.4 小结42-43

第4章 35kV电压等级模型电缆绝缘试验43-49

4.1 采用理论值计算并制作的电缆主绝缘模型试验43-46

4.2 采用修正值计算并制作的电缆主绝缘模型试验46-48

4.3 本章小结48-49

第5章 220kV高温超导电缆主绝缘设计方案49-52

第6章 结论与展望52-54

参考文献54-57

攻读硕士学位期间发表的论文57-58

致谢58

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【引证文献】

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本文编号：49361