电缆线路中间接头绝缘缺陷电场仿真与放电小室局放检测研究

高压电缆作为输送电能的优选设备而被广泛应用,但其长期处于高压环境下,将会导致故障的发生。电缆接头是电缆中最为薄弱的环节,由于其制造过程的不严谨和长期运行与高压环境,将会产生诸多绝缘缺陷,导致局部放电。缺陷会导致内部场强的增加和温度的升高,将严重影响电缆的正常工作,甚至导致绝缘击穿引发巨大故障。为预防绝缘缺陷引起的故障,对电缆进行气隙,杂质和受潮3种典型的绝缘缺陷进行仿真分析,通过对比来得出不同缺陷对电场强度和电压的影响,接着对中间接头的典型绝缘缺陷进行了局部放电检测,结果显示即使微小的缺陷也会引起场强和电压的突变,从而导致绝缘劣化。     

微间隙形状对电缆中间接头场强分布影响性研究

因近年来由电缆中间接头造成的电缆绝缘击穿、电缆爆炸的现象屡见不鲜,其中主要原因是局部场强畸变而引起的局部放电,而局部微间隙的存在是造成场强过于集中的主要因素之一,因此针对电缆中间接头存在不同形状的局部微间隙进行场强分析是有意义的。通过对含有局部微间隙的电缆中间接头进行有限元分析求解,结果表明微间隙存在,会使内部场强发生严重畸变,且场强的畸变程序与微间隙的面积成正比关系;微间隙的面积相同、形状不同时,对应的场强数值是不同的,圆斑状间隙比较于其它间隙形状时,内部场强数值最小,但应力锥处场强最大;而正方形状间隙,内部场强数值取到最大值。直接表明局部微间隙形状对场强分布是有显著影响的。     

一起XPLE电缆中间接头故障解体分析实例

电缆中间接头因其复杂的绝缘结构,现场制作安装受工艺水平、环境条件、运行环境影响等已成为电缆运行的薄弱环节,特别是沿海地区高水位的运行环境,成为电缆中间接头故障的一个诱因。针对天津地区一起电缆中间接头事故,首先给出了电缆、电缆中间接头及保护动作情况,然后对电缆中间接头进行了解体分析,并分析了故障原因,最后给出了避免此类故障发生的具体措施。     

新型35kV及以下预制绕包式电缆中间接头关键技术研究与产品研发

针对国内35 kV及以下配电线路中绕包式电缆中间接头的故障,通过分析电缆中间接头的材料、整体结构设计及安装工艺,总结现有绕包式电缆中间接头的不足之处,分别从电缆中间接头结构优化、绝缘材料以及带材等方面进行研究,设计新型预制绕包式电缆中间接头,大幅提升了35 kV及以下电缆中间接头的电气性能及安全裕度,简化安装工艺,从而更好地确保35 kV及以下配电线路的安全可靠运行。     

电缆终端故障分析及反思

联络变中压侧C相电缆终端击穿,环氧套管爆炸并散开成碎片,联变差动保护跳闸,110 kV电缆接头由于环氧套内表面与应力锥之间的界面压力不够导致放电,引起由电缆导体到接地法兰之间发生击穿,从而引起电缆终端击穿。     

对高压电缆附件典型击穿机理的电场仿真分析

针对电缆附件因附件本体质量和施工安装原因导致的故障,借助仿真软件建立模型对电缆附件典型故障场景,如理想工况中间接头电场分布、附件本体、附件施工等进行了电场分析,提出了预防电缆附件击穿事故的措施。     

XLPE表面缺陷对电场及击穿电压的影响

电缆中间接头施工过程中易造成XLPE表面划伤、附着污染颗粒和表面受潮三种缺陷,为评估缺陷对接头运行性能的影响,建立了电缆中间接头XLPE绝缘片状模型,分析了不同缺陷下电场的变化,探究了不同缺陷对电场及击穿电压的影响程度。结果表明,XLPE在划伤时划痕处的电场产生严重畸变,为非划痕处的1.6倍;受潮时XLPE表面附着污染水中导电杂质越多,污染水的电导率越高,从而使其导电性能增强,电场强度变大,是同界面处非受潮部分的1.22~1.40倍;XLPE表面附着污染颗粒时,颗粒与其交界面处电场发生较严重畸变,是同界面无缺陷时的1.50倍左右,划痕对XLPE绝缘的电场影响最严重。通过试验结果显示正常无缺陷时的击穿电压为129.6kV,划伤缺陷的击穿电压为59.1kV,受潮缺陷的击穿电压为69.7kV,杂质缺陷的击穿电压为59.2kV,划痕对XLPE绝缘的击穿电压影响最严重。研究成果为探究不同缺陷对电缆中间接头XLPE绝缘性能的影响提供了重要依据。     

110 kV电缆护层中操作过电压的暂态特性分析

teristic 摘要： 近年来在110 kV电缆线路中, 发生多起断路器合闸时电缆接头爆炸的事故。文中选取一发生典型接头击穿故障的电缆线路, 使用PSCAD建立了该电缆线路的电磁暂态仿真模型。由于该线路中间接头击穿故障发生在电缆充电后。因此文中仿真了空载合闸时的电磁暂态过程。首先计算了电缆线路各个接头处的线芯过电压, 由于空载线路电容效应, 各个接头处线芯过电压逐渐升高。应用傅里叶变换对过电压进行频率分析, 线芯过电压中包含较多的1~2 kHz的高频成分。其次对线路不同接头处的护层电压进行计算, 可得电压最大值出现在靠近线路首端的接头护层处。与线芯过电压相比, 空载合闸时的护层感应电压中含有大量的1~3 kHz、超过10 kHz的高频分量。最后改变护层交叉互联与单端接地的联结方式, 计算可得各处护层电压出现较大变化, 最大护层电压有所上升。改变2种护层联结方式的顺序后, 其对应的接头护层处电压的高频成分含量也出现变化。由于大量的高压单芯电缆护层采用混合联结方式, 因此文中的研究结果对优化电缆护层的配置方式具有指导意义。     

精确击穿电弧模型仿真及分析

电缆故障电弧的动态特性对电缆故障测距起着至关重要的作用。故障电弧是由于过电压击穿空气而产生的。通过大量的理论分析研究和仿真对比,设置击穿电压为门限值,采取将击穿时刻提取出来,建立应用在电路故障测距的基于TACS开关精确三段式击穿电弧模型,对故障电弧的特性进行仿真计算。结果与实际电弧的动态特性相吻合,验证了该模型的正确性。     

基于有限元分析的电缆中间接头电阻研究

针对10kV电力电缆中间接头运行时,电缆芯与连接管处的接触电阻在大电流作用下产生的热量是否为中间接头发生过热现象的最大诱因展开研究。利用有限元分析软件ANSYS对建立的中间接头连接管与电缆芯实体模型进行应力分析。在连接管外表施加冲压(强)后,得到连接管内部应力分布与形变图,读取接触处的仿真压强值,通过换算以及参考接触电阻的工程计算公式,计算出冲压操作产生的接触电阻大小。得出电缆中间接头处接触电阻远小于连接管位置本体电阻,不足以对电缆中间接头造成过热影响的结论,对进一步探究电缆中间接头发热机理具有一定的参考意义。     

基于有限元法的单芯电缆接头线芯温度计算

对电缆接头线芯温度进行监测可以有效评估电缆接头的状态,但直接测量线芯温度较为困难且容易破坏电缆接头结构,因此常通过表皮温度估算线芯温度。为提高电缆接头线芯温度计算精度,本文在有限元软件COMSOL中建立电缆中间接头的仿真模型,并进行电磁-热耦合计算。研究环境温度和负荷电流对电缆接头线芯和表皮温度的影响,并对各种工况下的仿真数据拟合分析得出由电缆接头表皮温度和环境温度对线芯温度的表达式,最终验证其有效性。该计算方法可以快速、准确地进行电缆接头线芯温度计算,为电缆中间接头温度的监测和状态评估提供依据。     

交联聚乙烯（XLPE）电缆交流耐压试验时间参数探讨

对比了国内外各标准对110 kV XLPE电缆交流耐压试验时间参数选取的不同要求;通过固体电介质击穿理论的分析,提出由局部性缺陷发展逐渐导致介质击穿需要较长的发展时间。总结现场试验经验发现,除少数极为严重的缺陷会在极短时间内暴露外,大部分缺陷是从局部逐渐发展导致电缆击穿,选择5 min试验时间不足以使缺陷暴露的,而选择60 min是较为合理的。     

8DA10型中压开关柜中35 kV电缆终端故障分析

介绍了一起8DA10型中压开关柜中35 kV电缆终端故障的情况,通过解体分析判断故障的原因,明确提出绝缘罩固定不良、螺栓突出过长等安装质量因素共同导致了空气绝缘的击穿,提出了电缆接线端子与GIS出线铜排的连接点在竣工验收和运行维护中应加强检查,并严格按工艺要求改进了预防措施。     

110kV电缆线路护层接地方式及保护分析

出现过电压的情况,电缆护层绝缘将会被击穿,引发护层多点接地故障,从而导致保护层的额外热耗增大,不利于维持电力电缆运行的正常性,降低其服役寿命。在电力系统中如果发生电缆金属护层多点接地故障,故障测寻和修复难度比较大,开展停电检修工作,将会增加电量损失。本文主要分析了110kV电缆线路护层接地方式,提出针对性的保护措施,维持110kV电缆线路运行的稳定性,避免出现安全问题。     

基于Dolph-Chebyshev窗的电力电缆中间接头定位诊断

提出一种基于Dolph-Chebyshev窗的配电电缆中间接头定位改进方法。根据电缆传输线模型说明频域反射法（frequency domain reflectometry,FDR）的定位原理,建立定位仿真模型进行验证,通过仿真对比分析选择基于Dolph-Chebyshev窗的FDR改进方法;同时搭建电缆总长为20 m、接头位置为10 m的中间接头冷热循环受潮平台,探究其受潮发展规律;建立多接头仿真模型,探究接头在不同缺陷程度时的定位幅值关系。结合诊断模型,在2 800 m多接头10 kV XLPE电缆上进行验证。仿真及实验结果表明：所提方法能够准确定位各接头并有效识别出缺陷接头;验证了所提方法对电缆异常接头定位及诊断具有可行性。     

基于仿真与振荡波试验的电缆接头缺陷研究

借助comsol multiphysics仿真软件对10 kV电缆在运行的过程中出现的主绝缘划伤以及半导体不齐2种常见的接头缺陷进行建模仿真,模拟了电缆接头在2种不同缺陷条件下电场分布状况。得出电缆接头在主绝缘划伤以及半导体不齐的缺陷下会导致缺陷处的电场强度瞬间变大,从而导致局部放电情况。制作了2种缺陷的接头,并通过OWTS振荡波试验进行了相关试验,对试验结果完成了分析。通过结合仿真结果得出,对于半导体层不齐的缺陷类型,试验所得结果与仿真得到的结果相吻合;但对于主绝缘划伤的缺陷类型,试验所得结果与仿真所得结果不一致,OWTS试验没能够检查出集中局放,说明振荡波试验检查这种缺陷类型的能力偏小。研究成果可用来对电缆接头缺陷检测分析。     

10 kV电力电缆运行故障统计分析

城市化建设的大力推进,架空线入地工程的不断开展,城市电网中电力电缆的应用日益增多。电缆的运行状况直接影响电网的安全稳定运行。以上海部分城区2014年至2019年的10 kV电力电缆故障统计资料为依据,分析故障位置及故障原因的变化情况。结果表明:中间接头故障占比大幅降低,而电缆本体故障占比呈上升趋势,于2019年达76.4%;外力破坏故障呈逐年增多的趋势,2019年达55次,占比44.7%;制造质量引发的故障呈逐年减少的趋势;不计外力破坏因素,运行时间5年内的电缆故障主要由于施工质量,而超过20年的主要由于绝缘老化。针对故障原因提出相应合理的预防措施以减少电缆故障发生。     

大面积光伏旁路二极管击穿事故分析研究

针对某大型光伏电站发生的一起大规模光伏组件旁路二极管击穿事故,通过对故障现场光伏组件、电缆绝缘、接地、通信、防雷组件的详细巡查与检测,理论分析结合现场实验及事故现状,逐一排查旁路二极管击穿事故的原因,初步判定事故原因为雷电电磁脉冲。在此基础上,分析研究天气晴朗后,光伏阵列与故障组件之间的电压、电流关系,着重分析反灌电流对故障二极管、熔断器的影响。研究表明,雷电感应过电压导致光伏组件旁路二极管击穿,天气晴朗后大量反灌电流导致接线盒进一步烧毁。本研究验证了增设防感应雷措施的必要性,并且对光伏电站的设计、事故排查和安全运行具有非常现实的指导意义。     

35 kV电缆雷电过电压仿真与分析

介绍了由于雷害造成电缆击穿事故的实例。根据故障记录波形和电磁暂态仿真软件EMTP-ATP对事故成因和过程进行仿真分析。结果表明,对于进线具有电缆段的变电站,当电缆末端空载时,雷电过电压波会沿着架空线路传到电缆末端产生全反射,造成电缆电压过高,超过绝缘水平继而击穿接地发生事故。此类变电站应注意避免电缆末端开路的运行方式,并且考虑在进线端处加装避雷器等保护装置。该结论为变电站防雷设计提供了参考。     

9E燃气轮机点火装置的缺陷及改进

9E燃气轮机在镇海电厂投入商业运行几年来,发生了多起因点火电缆接头密封垫圈选料不当而引发的点火电缆烧损故障,已影响到机组经济效益。通过对点火电缆故障现象和火花塞工作原理的分析,提出了相应的改进方法。