外护套环流及接地不良对电力电缆的影响分析

对于电力电缆来说,由于电磁耦合的存在,当电缆长度不同时其外护层应采取单点接地、全接地(两端接地)、交叉互联接地等方式,避免由于外护套接地不当产生环流;电缆敷设应注意保护外护套,避免损坏,造成外护套多点接地产生环流。在环流回路中接触不良局部产生高温过热或由于环流过大所产生高温过热会对电缆的绝缘造成不良影响,甚至烧毁电缆绝缘。针对几条运行电缆外护套环流的实测和一条在试验中烧坏的电缆的初步分析,为运行中电缆的外护套接地方式和电缆试验提出了参考意见。     

基于ATP-EMTP的输电电缆护层多点接地故障研究

输电电缆在实际运行中因外力影响导致外护层破损,易形成金属护层多点接地故障。金属护层接地后,护层环流会显著升高,从而会导致护层温度升高,芯线能量损耗加大,长时间运行会加快电缆绝缘老化速度,大大缩短电缆安全运行年限,对电力系统安全稳定运行造成威胁。首先对电缆金属护层环流的产生进行理论分析,然后通过仿真软件对电缆护层多点接地故障等情况进行仿真分析,对比不同影响因素对护层环流值的影响,为输电电缆状态在线监测和护层绝缘性能研究提供一定的参考依据。     

单芯电缆外护层绝缘缺陷及其差异化检修策略

外护层作为保护电缆的第一道防线,若其损伤可能引起金属护套腐蚀和环流的异常增加,并危及主绝缘健康。电缆投运多年后,其外护层绝缘下降通常并不影响电缆的正常运行,然而地下电缆敷设环境复杂多变且设计质量参差不齐,使得在某些情况下(如桥架敷设)外护层缺陷长期发展至破损,短期内就会引起严重的事故。通过获取广州地区外护层绝缘电阻状态监测数据,针对单芯电缆接地方式的差别对外护层绝缘缺陷进行分类,进而在不同敷设方式下,根据外护层绝缘缺陷的发展速度及对电缆运行的影响程度,提出了单芯电缆外护层绝缘缺陷的差异化检修策略,可应用于输电电缆实际运行中的外护层故障判断、绝缘检修等。     

全屏蔽半绝缘铜管母线的系统设计与性能测试

针对传统全屏蔽绝缘管母线的接地屏蔽层的不足,提出一种改进的全屏蔽半绝缘铜管母线的结构设计;通过分析管母线的电气性能,确定其性能参数;基于液压工艺,采用管母线锥形连接方法,实现管母线的紧密套接。产品通过中国电力科学研究院电力工业电气设备质量检验测试中心测试。结果表明:各项指标均符合国家要求,在1.2 Um/3~(1/2) kV电压下,产品的局部放电水平为7 p C,具有良好的电气性能。     

35 kV单芯电缆金属屏蔽层接地环流监测系统的设计及应用

1 存在的问题 近年来,35 kV单芯电力电缆以其载流量大、弯曲半径小、敷设路径灵活等优势得到了广泛应用.但是,电力电缆的运维管理也面临着很多新的问题和挑战,如高压单芯电力电缆金属屏蔽层接地方式不规范、电缆敷设安装不规范、电缆自身质量不佳等,均可能造成电缆外护套绝缘损坏,电缆金属屏蔽层出现两点或多点接地,电缆金属屏蔽层产生的环流增加,致使金属屏蔽层持续发热,烧损、引燃电缆外护套和主绝缘而击穿接地,弧光过电压引发同一35 kV母线系统的其他正常两相电缆的绝缘击穿接地,最终引发线路短路跳闸失电事故.     

绝缘管型母线运行特性及状态评估方法

绝缘管型母线由于具有优异的电气性能在电力系统中使用逐年增多,但作为一种新型电气设备,国内外尚无统一的规范,导致绝缘母线市场混乱,投运后陆续出现了击穿、烧蚀、破损、进水等异常运行现象,而国内外对管母的结构工艺、电气性能、状态评估方法等均研究甚少。为此全面分析了绕包式、挤包式、浸胶式3类绝缘母线的结构与关键工艺,结合已投运母线的运行特性,对其主绝缘、外护套、中间连接件、终端、接地方式等薄弱点进行分析研究。研究结果表明:绝缘母线中间连接件与终端的电场集中与密封不严,是母线故障的主要原因;交流耐压、高频局部放电检测、红外测温、接地引下线电流检测是绝缘管型母线运行状态的有效评估方法。对交流耐压试验,应尽量在开展交流耐压的同时进行局部放电检测,且须在一较高电压下持续足够时间,使缺陷能有充分的时间发展到可检测范围,以发现运行隐患点。     

环氧树脂浇注类绝缘管型母线的结构参数核算

为保证绝缘管型母线的产品质量和运行可靠性,必须针对不同类型的绝缘管型母线的结构参数进行核算。该文分析了绝缘管型母线的结构设计原则和影响因素,并以10k V/4 000A环氧树脂浇注型为例,基于有限元法分析了母线直线段、弯管部分、中间连接的电场强度与温度场分布。同时研究了导体外径、导体直径、屏蔽层数量、绝缘层厚度等关键设计量对其结构设计的影响,为其结构优化奠定基础。     

绝缘管型母线在220 kV本溪变电站改造工程中的设计应用

绝缘管型母线以其载流量大、绝缘性能好、空间布置灵活的特点,逐渐在各行业得到广泛应用。阐述了绝缘管型母线在本溪220 kV变电站改造工程中的应用,分析了绝缘管型母线设计时应注意的关键问题,包括管型母线布置形式、屏蔽层接地和导体伸缩节设置,最后总结了绝缘管型母线在实际应用中需注意的问题。     

变电站二次电缆屏蔽层接地方式探讨

变电站二次电缆屏蔽层是提高变电站电磁兼容（EMC）水平的重要措施，二次电缆的屏蔽层是采用一端接地方式还是采用两端接地方式是一个有争议的问题。从抗干扰和防过电压的角度分析了屏蔽层的作用，认为两点接地后屏蔽层中流过的电流主要是外界电磁场感应产生的，实际作用是抵消外界电磁场的干扰，因此两端接地提高了电磁兼容水平且减少了电缆在各种情况下产生的过电压，屏蔽层中流过电流对芯线干扰很小；由于无电流回路，屏蔽层一点接地无法取得良好的对电磁场的屏蔽作用。在地网采取均压、分流配套措施后，屏蔽层采用两点接地方式能更好地防电磁干扰，且屏蔽层很少发生烧毁事故。     

一种新的二次电缆屏蔽层接地方法

提出一种新的二次电缆屏蔽层接地方法,即在开关场的一端经适当电阻接地,位于控制室的另一端直接接地。就不同电磁干扰耦合方式下二次电缆屏蔽层采用新型接地方法和传统接地方法时的抗干扰效果进行了分析比较,并对较为复杂的感性耦合方式进行了着重分析,发现采用新方法可以获得较好的电磁兼容效果,并可有效解决因地电流过大而可能烧毁屏蔽层的问题。     

复合光纤架空地线在不同接地方式下的放电路径选择特性

复合光纤架空地线(optical fiber composite overhead ground wire,OPGW)由于具有防雷和光纤通信功能,在交直流输电线路上得到了广泛应用。当前OPGW采用逐基接地而普通地线采用分段绝缘一点接地的接地方式,这种不平衡的接地方式使得OPGW更容易遭雷击而出现断股和掉线事故以致影响光纤通信。为此,采用缩微模型试验研究了OPGW和普通地线在全绝缘、分段绝缘一点接地和逐基接地等3种接地方式对放电路径选择特性的影响,试验结果表明,地线采用逐基接地时放电路径选择概率最高,而全绝缘时最低,试验结论和现场统计数据得到规律相符。为了降低OPGW遭雷击的概率,需要改变OPGW的接地方式或采取适当保护措施。     

铜屏蔽层绕制方式对绝缘管母安全运行影响的研究

为了研究铜屏蔽层绕制方式对绝缘管母运行安全的影响,针对某地区110k V变电站35k V侧绝缘管母出现的外护套烧蚀击穿故障案例进行了研究。通过管母烧蚀击穿点的红外热成像,结合管母的有限元仿真对管母铜屏蔽层在绕包和叠包绕制方式下管母半导电层的电势分布、电流密度以及阻性损耗密度进行了对比分析。研究结果表明:两种绕制方式下管母的半导电层电势分布、电流密度及阻性损耗存在明显差异。管母采用绕包时在铜屏蔽层截断处容易形成局部高电势,半导电层表面电流及局部阻性发热功率密度大,半导电层发热严重并存在明显的过热点;采用叠包时管母半导电层的表面电势、电流密度及局部阻性发热功率接近于零,未发现明显的局部过热点。这些特征可为改进管母铜屏蔽层的绕制方式和指导实际生产工作提供理论依据。     

高压单芯电缆单相接地故障护套过电压特性仿真分析

高压单芯电力电缆在敷设过程中,为了限制感应电压、增加单段电缆长度、减少中间接头数量,金属护套层往往采用交叉互联接地.若电力电缆发生单相接地故障,在交叉互联点会感应出较高的过电压,影响电缆使用寿命.对此利用电磁暂态软件EMTP,研究了在单相接地故障情况下高压单芯电缆金属护套过电压特性,分析了电缆整体排列方式、接地电阻、负荷性质、交叉互联各小段电缆长度以及混合排列方式对金属护套过电压的影响程度.研究结果表明:电缆整体排列方式、交叉互联各小段电缆长度和混合排列方式对金属护套过电压的影响较大;接地电阻和负荷性质对感应过电压的影响较小.     

单芯XLPE电缆金属护套绝缘在线监测研究

分析了电缆金属护套接地模型,提出了环流法在线监测XLPE电缆金属护套绝缘性能。试验结果表明,环流值与金属护套绝缘性能差异密切相关,因而提出了“环流绝对值”与“环流相对变化量”的判据。开发的在线监测系统能很好地监测电缆金属护套绝缘性能,提高了电缆运行可靠性。     

弧光接地过电压的分析方法探讨

中性点不接地系统弧光接地产生的过电压国内外有2种不同的理论,即工频熄弧理论和高频熄弧理论。工频熄弧理论过电压倍数仅为3．5倍,它不可能危及设备的安全运行,而高频熄弧理论说明过电压倍数为7．5倍,它能引发系统故障,文中对两起弧光接地过电压事故（二相10kV母线对地事故和10kV少油断路器c相对地放电事故）进行了分析．证实高频熄弧理论是正确的。     

Mitigation of switching‐induced transient electromagnetic interference on control cable using Ni–Zn ferrite rings over cable sheath in gas‐insulated substations

The transient electromagnetic fields during switching operation in gas‐insulated substations (GISs) have rise times on the order of nanoseconds. These fields leak into the external environment through the discontinuities of gas‐insulated modules and affect the control cables and induce the transient voltage on cables, which results in malfunctioning of the equipment. The amplitudes of the electric and magnetic fields could be a few tens of kilovolts per meter and a few hundred amperes per meter according to layout of GIS, respectively. In this work, the induced voltage in the central conductor of a control cable and the induced current in its sheath, which is parallel to bus duct in a GIS with rated voltage of 230 kV, are calculated. Influence of the sheath material on the induced voltage and the type of its grounding on the induced current are analyzed. Furthermore, the impact of installing ferrite rings over the control cable sheath in mitigating the induced voltage and current is investigated. © 2013 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

通用性接地装置的研制及其应用

针对在变电站终端塔和母线门架结构上作业时感应电强,现有接地设备和个人保安接地无法实现耐张侧导线的有效挂接,给电力作业人员的人身安全带来威胁等问题,文中介绍了研制由螺旋式卡口线夹、万向传动转头、绝缘操作杆和防坠落绝缘绳扣等组成的通用性接地装置的过程和现场使用方法。现场应用表明,该接地装置兼容性好、适应性强、使用方便、挂接可靠安全,解决了现有接地装置在工作中所带来的安全隐患。     

变电站二次电缆屏蔽层接地方式探讨

变电站二次电缆屏蔽层是提高变电站电磁兼容水平的重要措施。二次电缆的屏蔽层采用1端接地还是2端接地目前仍然是一个有争议的问题。文章从抗干扰和防止过电压的角度分析了屏蔽层的作用，认为采用2端点接地后屏蔽层中流过的电流应分为感应电流和噪声电流。感应电流是由外界电磁场感应产生的，其实际作用是抵消外界电磁场的干扰。屏蔽层中的噪声电流对芯线干扰很小。屏蔽层1点接地情况下由于无电流回路，因而屏蔽层无法取得良好的屏蔽效果。在一个良好的接地网中采取均压、分流配套措施后，屏蔽层再采用2端接地则会具有更好的防止电磁干扰的效果，且屏蔽层很难发生烧毁事故。     

融冰绝缘地线对变电站雷电过电压的影响

地线直流融冰采用了全线绝缘化设计,而地线绝缘化设计将对变电站雷电过电压产生影响。以500 kV融冰绝缘地线为例,介绍了融冰绝缘地线架设方式,采用 ATP-EMTP 软件建立500 kV变电站雷电侵入波过电压模型,分析了融冰绝缘地线架设对500 kV变电站雷电过电压的影响,总结了雷击点位置、杆塔接地电阻、避雷器配置方案对变电站设备雷电过电压的影响规律。研究结果表明：融冰绝缘地线架设对变电站设备最大过电压影响很小;雷击杆塔离变电站越近,变电站高压设备产生的过电压越大;母线避雷器对变电站设备保护效果较好,雷电侵入波产生的最大过电压下降较多;杆塔接地电阻越小,变电站设备最大过电压越小。其结论对涉及融冰绝缘地线变电站具有一定的参考价值。