中压冷缩式电缆附件设计及CAE一体化系统开发
发布时间：2021-11-14 18:31
随着我国电网的不断发展,电力电缆在电力系统中的得到更加广泛的运用。相比于架空线路,电力电缆更加容易敷设,运行维护更加简单在新型城市输电系统中逐渐成为主流。电力电缆安全稳定的运行是保障整个区域供电可靠性的一个重要环节。由于交联聚乙烯（XLPE）电缆制造长度一般在1000m以下,因此电缆附件作为实现电缆之间有效连接的电气附件必不可少。电缆接头内部因存在复合界面和电场应力集中现象,成为输电线路的最薄弱环节和运行故障的典型部位。同时,受到安装不当和安装环境的影响,电缆附件容易形成绝缘薄弱点引发绝缘击穿。根据统计,对于国内近十年电缆本体、附件故障的统计表明,电缆接头质量故障率占63%,而接头故障中73%源自于界面放电,电缆附件中间接头质量问题受到越来越多的关注。本文旨在根据电缆附件设计要求,以中压冷缩式电缆附件中间接头为例,利用有限元仿真技术进行产品优化设计,并对附件工况情况电场情况模拟实验。本文首先从以中压冷缩式电缆附件中间接头为例,从电缆附件结构分析与设计入手,以电缆附件材料性能和尺寸设计原理为基础,提出电缆附件设计方案,为下文有限元仿真打下基础。然后利用有限元仿真的方式,模拟仿真了屏蔽管在...
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电缆附件C
3成本。图1.1是电缆附件中间接头VB/CAE混编系统的结构框图。图1.1电缆附件CAD/CAE系统结构1.2冷缩式电缆附件的发展现状1.2.1冷缩式电缆附件简述电力电缆附件产品主要是指，在输电线路中两段电缆之间的中间连接件和终端接头，电缆附件产品与电缆本体之间共同组成输电线路。而附件主要是依据电缆的结构参数，既能确保电缆的性能，又能满足电缆长度的延长及终端转接的需要。按照产品的用途，一般可以分为电缆中间接头和终端接头；电缆终端接头又可以划分为室内、户外以及电力设备终端[11]。电缆附件按照安装制作工艺通常有以下几种常见类型：1.热缩式电缆附件；2.绕包式电缆附件；3.冷缩式电缆附件；4.预制式电缆附件；5.树脂浇筑式电缆附件；6.瓷套式终端。目前实际生产工作中使用的电缆附件主要是热缩式和冷缩式电缆附件这两种产品，传统预制式电缆附件也较为常见[12]。冷缩式电缆附件是利用橡胶材质的弹性回缩力特性，把制作成型的橡胶件在产品规定的弹性范围内扩张成型。当进行实际安装使用的时候，只需要将电缆套入附件内，抽取支撑物，橡胶件能够迅速依靠回缩特性包裹在电缆上，形成一个整体。冷缩式电缆附件中间接头采用一体式设计，附件内部零件被预制为一体加工生产[13]。冷缩式电缆中间接头具有现场安装便捷、制作快速、适用范围广等特点，目前已经广泛应用于各级电网络中。1.2.2冷缩式电缆附件的工程应用20世纪70年代初，冷缩电缆附件技术被3M有限公司发明，这种新的制作技术能够运用到特殊的场合，例如无法使用明火的交联电缆附件制作场合，冷缩技术的问世开启了电缆附件应用的新纪元。3M公司于1993年在中国设立分公司，主要生产和销售冷缩式电缆附件。2000年左右，湖南长沙、浙江万马、
绯》植嫉挠跋斓龋??诘难芯课南字腥春苌偬峒啊Ｓ氪?同时，目前的研究针对110kV及以上电压等级电缆研究较多，例如文献[17-18]介绍了对于320kV及以上电压等级的交联聚乙烯电缆附件设计与分析。因此，大多数研究往往忽略了中低压领域电缆本体以及附件的设计问题，同时多数采用有限元仿真的实验停留在实验室阶段，而忽视了实际生产时有限元软件使用的难度。根据以上分析，有必要针对中压冷缩电缆附件设计进行有效的结构设计与分析，同时开发适用于实际生产人员使用的软件。中压冷缩式电缆附件中间接头产品结构图如下所示：图1.2冷缩式电缆附件中间接头结构示意图冷缩式电缆附件中间接头在生产时将内部电极、应力管、主绝缘（层）等结构预制为一体，因此需要严格控制其尺寸参数，以保证附件的机械、电气性
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]电热联合老化对电缆附件应力锥处空间电荷积聚特性的影响[J]. 王伟,何东欣,宋鹏先,王晓然,孟繁淞,李清泉. 高电压技术. 2019(06)
[3]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)
[4]电力电缆资产的状态评估与运维决策综述[J]. 周承科,李明贞,王航,周文俊,鲍玉川,唐泽洋. 高电压技术. 2016(08)
[5]XLPE电力电缆附件局部放电测量与分析[J]. 赵学风,蒲路,琚泽立,黄国强,吕亮,赵文炎. 电机与控制学报. 2016(06)
[6]10kV XLPE电缆接头的电场模拟方法研究[J]. 刘英,苏宇,李文沛. 高压电器. 2016(04)
[7]320kV XLPE高压直流电缆接头附件仿真分析和结构优化设计[J]. 尚康良,曹均正,赵志斌,韩正一,马丽斌,李文鹏. 中国电机工程学报. 2016(07)
[8]10kV及以上电力电缆运行故障统计分析[J]. 杨磊,王磊. 黑龙江科技信息. 2015(34)
[9]煤矿施工图参数化自动绘制[J]. 李晓东. 现代矿业. 2015(11)
[10]10kV电缆中间接头典型缺陷局部放电发展过程研究[J]. 李喆,惠宝军,徐阳,皮昊书,陈志超. 电线电缆. 2015(05)
硕士论文
[1]电磁特性机构的二次软件开发与应用[D]. 潘朝阳.大连理工大学 2017
[2]320kVXLPE高压直流电缆及终端仿真分析和优化设计[D]. 高寒.华北电力大学(北京) 2017
[3]XLPE高压电缆绝缘老化状态评估研究[D]. 薛程.天津大学 2014
[4]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
本文编号：3495140
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电缆附件C
3成本。图1.1是电缆附件中间接头VB/CAE混编系统的结构框图。图1.1电缆附件CAD/CAE系统结构1.2冷缩式电缆附件的发展现状1.2.1冷缩式电缆附件简述电力电缆附件产品主要是指，在输电线路中两段电缆之间的中间连接件和终端接头，电缆附件产品与电缆本体之间共同组成输电线路。而附件主要是依据电缆的结构参数，既能确保电缆的性能，又能满足电缆长度的延长及终端转接的需要。按照产品的用途，一般可以分为电缆中间接头和终端接头；电缆终端接头又可以划分为室内、户外以及电力设备终端[11]。电缆附件按照安装制作工艺通常有以下几种常见类型：1.热缩式电缆附件；2.绕包式电缆附件；3.冷缩式电缆附件；4.预制式电缆附件；5.树脂浇筑式电缆附件；6.瓷套式终端。目前实际生产工作中使用的电缆附件主要是热缩式和冷缩式电缆附件这两种产品，传统预制式电缆附件也较为常见[12]。冷缩式电缆附件是利用橡胶材质的弹性回缩力特性，把制作成型的橡胶件在产品规定的弹性范围内扩张成型。当进行实际安装使用的时候，只需要将电缆套入附件内，抽取支撑物，橡胶件能够迅速依靠回缩特性包裹在电缆上，形成一个整体。冷缩式电缆附件中间接头采用一体式设计，附件内部零件被预制为一体加工生产[13]。冷缩式电缆中间接头具有现场安装便捷、制作快速、适用范围广等特点，目前已经广泛应用于各级电网络中。1.2.2冷缩式电缆附件的工程应用20世纪70年代初，冷缩电缆附件技术被3M有限公司发明，这种新的制作技术能够运用到特殊的场合，例如无法使用明火的交联电缆附件制作场合，冷缩技术的问世开启了电缆附件应用的新纪元。3M公司于1993年在中国设立分公司，主要生产和销售冷缩式电缆附件。2000年左右，湖南长沙、浙江万马、
绯》植嫉挠跋斓龋??诘难芯课南字腥春苌偬峒啊Ｓ氪?同时，目前的研究针对110kV及以上电压等级电缆研究较多，例如文献[17-18]介绍了对于320kV及以上电压等级的交联聚乙烯电缆附件设计与分析。因此，大多数研究往往忽略了中低压领域电缆本体以及附件的设计问题，同时多数采用有限元仿真的实验停留在实验室阶段，而忽视了实际生产时有限元软件使用的难度。根据以上分析，有必要针对中压冷缩电缆附件设计进行有效的结构设计与分析，同时开发适用于实际生产人员使用的软件。中压冷缩式电缆附件中间接头产品结构图如下所示：图1.2冷缩式电缆附件中间接头结构示意图冷缩式电缆附件中间接头在生产时将内部电极、应力管、主绝缘（层）等结构预制为一体，因此需要严格控制其尺寸参数，以保证附件的机械、电气性
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]电热联合老化对电缆附件应力锥处空间电荷积聚特性的影响[J]. 王伟,何东欣,宋鹏先,王晓然,孟繁淞,李清泉. 高电压技术. 2019(06)
[3]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)
[4]电力电缆资产的状态评估与运维决策综述[J]. 周承科,李明贞,王航,周文俊,鲍玉川,唐泽洋. 高电压技术. 2016(08)
[5]XLPE电力电缆附件局部放电测量与分析[J]. 赵学风,蒲路,琚泽立,黄国强,吕亮,赵文炎. 电机与控制学报. 2016(06)
[6]10kV XLPE电缆接头的电场模拟方法研究[J]. 刘英,苏宇,李文沛. 高压电器. 2016(04)
[7]320kV XLPE高压直流电缆接头附件仿真分析和结构优化设计[J]. 尚康良,曹均正,赵志斌,韩正一,马丽斌,李文鹏. 中国电机工程学报. 2016(07)
[8]10kV及以上电力电缆运行故障统计分析[J]. 杨磊,王磊. 黑龙江科技信息. 2015(34)
[9]煤矿施工图参数化自动绘制[J]. 李晓东. 现代矿业. 2015(11)
[10]10kV电缆中间接头典型缺陷局部放电发展过程研究[J]. 李喆,惠宝军,徐阳,皮昊书,陈志超. 电线电缆. 2015(05)
硕士论文
[1]电磁特性机构的二次软件开发与应用[D]. 潘朝阳.大连理工大学 2017
[2]320kVXLPE高压直流电缆及终端仿真分析和优化设计[D]. 高寒.华北电力大学(北京) 2017
[3]XLPE高压电缆绝缘老化状态评估研究[D]. 薛程.天津大学 2014
[4]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
本文编号：3495140
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