绝缘接头(精选3篇)
绝缘接头 篇1
0前言
海底电缆软接头技术一直是国内外公认的比较尖端的技术难题, 生产工序比较繁琐, 每道工序都需要精心操作。从生产工序来看, 两者的制作工艺完全一样。材料方面, 主要区别于不同的绝缘材料, 而直流海底电缆软接头的硫化参数与交流海缆略有差异, 例如:硫化温度、时间和氮气气压的控制。硫化时间和氮气压力的控制是软接头制作成功的关键所在。
1 硫化工艺流程
(1) 软接头绝缘线芯准备; (2) 硫化模具安装; (3) 校准温控显示; (4) 线芯预热; (5) 通入氮气、冷却循环水; (6) 检查硫化模具气密性; (7) 升温、加压; (8) 恒温、恒压; (9) 降温、降压自然冷却; (10) 开模检查硫化效果11.确认硫化合格。
2 硫化原理和模具设计
(1) 硫化原理:通过过氧化物的高温分解而引发的一系列自由基反应, 进而使PE发生交联。过氧化物受热分解形成自由基, 其交联反应的过程如下:
(2) 硫化模具上下有辅助加热块, 通常情况下上各两块或三块。加热块的温度通过热电偶连接温度箱来控制, 温控箱可显示硫化模具腔体内的温度和表面温度。
(3) 加热块是硫化模具必不可少的的辅助设备, 其温是度通过热电偶连接温控显示仪来控制, 各厂家加热块的设计形状也不同, 产生的效果也不一样。
3 软接头硫化过程分析
绝缘硫化是聚乙烯分子链变化的一个过程, 随着温度和时间的变化而变化。硫化分为四个阶段:第一预热, 将挤塑好的软接头绝缘线芯安装在模具内, 低温预热线芯, 预热温度80℃左右, 同时使橡皮垫达到一定的热膨胀, 拧紧模具两端扎紧橡皮的铁箍, 通入0.5 MPa氮气检查模具的气密性;第二升温、升压阶段。检查密封无任何问题后开始通入冷却循环水, 间隔升温升压, 每个半小时升温和升压一次, 温度为20℃, 气压0.2MPa;第三恒温恒压阶段, 此时的硫化温度为最高温度, 一般情况下为230℃左右, 氮气气压不超过1.5 MPa。硫化时间根据线芯的绝缘厚度来决定;第四降温、降压冷却阶段, 关掉电源冷却, 每隔半小时释放少量的气压, 直到手可触摸冷模具却为止;第五检查确认硫化效果, 打开模具检查硫化线芯是否有气孔、杂质、颗粒、烧焦、凸凹不平、严重偏心等现象。
硫化过程注意事项:
(1) 线芯预热阶段温度、气压不宜过高。因为线芯表面温度较低, 低温预热可使温度慢慢的向线芯内部渗透, 避免温度过高会造成表面烧焦而线芯内部未硫化现象。另外低温预热可使橡皮垫得到一定的热膨胀, 从而确保模具气密性得到保障;
(2) 升温升压需间隔调节, 不宜将温度和气压直接升到硫化最高温度和最大气压。由于在加热加压的过程中腔体内温度和压力逐渐上升, 且会慢慢的到达硫化时恒温恒压状态;
(3) 降温降压冷却, 检查硫化效果, 确认硫化是否合格。然后再开始处理绝缘表面。
(4) 外屏蔽恢复, 外屏蔽恢复采用挤包式恢复, 通过专用设计模具进行外屏蔽注塑,
(5) 脱气, 除去绝缘内部中的甲烷和其他易燃小分子杂质。
4 绝缘硫化需解决的问题
绝缘硫化中经常会出现诸多意想不到的问题, 比如硫化密封漏气、绝缘硫化有严重偏心、气泡、烧焦、表面有杂质、凸凹不平、绝缘锥型处的气隙或气孔等现象。针对这些现象需要进行大量的绝缘线芯硫化试制, 每次试制后分析问题原因所在。通过改进工装设备和调整工艺参数, 从而逐一解决问题, 提高硫化效果, 总结硫化成功经验。
4.1 形成气孔的原因
(1) 挤塑时绝缘材料潮湿; (2) 硫化温度过高; (3) 冷却时模具打开过早; (4) 密封漏气; (5) 氮气不纯
4.2 粘接处有气隙原因
(1) 硫化温度过低, 粘结处未完全熔融; (2) 硫化时间短; (3) 粘接处未处理干净。
4.3 硫化后绝缘严重偏心原因
(1) 绝缘注塑时线芯未放水平; (2) 注塑压力过大; (3) 注塑时预热温度过高, 绝缘锥型界面处软化流动。
5 结论
软接头绝缘线芯硫化是一个复杂化的过程, 通过模具设计、反复大量样品试制以及分析硫化过程中出现的诸多问题, 进一步的改进工装模具和调整工艺参数。解决了软接头绝缘偏心、锥型处部分位置有气隙、气孔、气泡等现象, 改善了绝缘界面处绝缘空间电荷的集聚分布, 从而改变场强分布的影响。另外, 在软接头绝缘的硫化过程中, 橡胶密封垫的密封性, 硫化温度高低、时间长短、气压大小等控制是软接头绝缘硫化成功的关键因素。
摘要:近年来, 海底电缆软接头的研发和制作成为各海缆厂家研究的重要课题。虽然220k V及以下的交流海底电缆的软接头已经研发成功, 且应用于舟山、福建、广东江门等地, 但是高电压直流海缆软接头技术仍是一片空白。在研制直流海底电缆软接头过程中, 如何解决软接头绝缘二次硫化锥型处有气隙、气孔以及绝缘界面出空间电荷聚集、场强分布影响等现象。因此设计工装模具、然后通过大量的试制, 分析现象的产生、改进等一系列工作, 最终攻破硫化技术难题。
关键词:绝缘硫化,气隙,电荷集聚,场强,攻破硫化技术难题
参考文献
[1]甘兴忠.电线电缆绝缘交联聚乙烯交联工艺的分析和对比, 2008 (02) .
[2]额定电压500k V及以下直流输电用挤包电力电缆系统技术规范TICW-2012.
绝缘接头 篇2
胶接绝缘接头是区间无缝线路工电结合部最常见的设备之一, 随着大秦线轴重和年运量的增加, 胶接绝缘接头重伤, 尤其是胶接绝缘接头夹板重伤、折断的发生也越来越普遍, 存在着极大的行车安全隐患。大秦线每年两次平均40个~50个180 min大修天窗, 除两次集中修外每月3个120 min维修天窗, 其余时间处理设备病害需申请临时要点进行。而大秦线运输任务繁重, 相邻两趟列车间隔时间较短, 申请临时要点困难, 等待给点时间较长, 可能导致夹板重伤进一步发展为折断, 造成工务设备故障, 危及行车安全。
1 胶接绝缘接头夹板伤损数据统计
选取2012年9月~2013年3月间我段管内的胶接绝缘接头夹板伤损数据进行分析, 期间我段共计出现胶接绝缘接头伤损35处, 其中:涿鹿站3处, 沙城东站1处, 北辛堡站6处, 延庆北站4处, 平谷站4处, 大石庄站2处, 蓟县西站3处, 翠屏山站1处, 玉田北站10处, 迁西站1处。夹板双折4处, 单折19处, 夹板裂纹12处。
1.1 根据上线服役时间统计
胶接绝缘接头上线后时间不足1年因伤下道的有11根, 占伤损总数的31.4%;上线后时间在1年~1年半因伤下道的有3根, 占伤损总数的8.6%;上线时间在1年半~2年因伤下道的共计21根, 占伤损总数的60%。
1.2 根据胶接绝缘接头类型统计
厂制胶接绝缘接头伤损的有12根, 占伤损总数的34.3%;现场胶接绝缘接头伤损的有23根, 占伤损总数的65.7%。
1.3 根据通过总重统计
通过总重不足5亿t因伤下道的有12根, 占伤损总数的34.3%, 通过总重大于5亿t小于8亿t因伤下道的有5根, 占伤损总数的14.3%;通过总重大于8亿t小于9亿t因伤下道的有6根, 占伤损总数的17.1%;通过总重大于9亿t小于10亿t因伤下道的有11根, 占伤损总数的31.4%, 通过总重大于10亿t因伤下道的有1根, 占伤损总数的2.9%。
1.4 根据现场病害情况统计
现场无明显病害的22处, 存在小空吊的10处, 接头轨面不平顺的3处。
2 胶接绝缘接头夹板伤损情况分析
当胶接绝缘夹板上道后达到1年半~2年时, 夹板基本达到疲劳期, 易出现夹板折断、裂纹现象。建议车间加强对此类胶接绝缘接头的检查, 并有计划的纳入维修天窗点进行更换。
日常巡视加强对胶接绝缘接头设备的检查, 发现异状及时处理, 防止夹板折断或裂纹的发生。鉴于现场胶接绝缘接头出现伤损比例较大, 车间今后计划进行自粘胶接绝缘接头施工作业时, 提前与段上沟通, 段邀请厂家专业技术人员到施工现场进行指导, 减少因操作工艺流程错误导致的胶接绝缘接头伤损。
通过总重不足5亿t因伤下道的胶接绝缘接头处大多存在空吊、高低不良等设备病害, 车间应根据胶接绝缘接头上线时间的不同有针对性的加强对胶接绝缘接头处空吊、高低不良、接头轨面不平顺病害的维修养护, 延长胶接绝缘接头使用寿命。
通过总重大于8亿t时, 胶接绝缘夹板基本达到疲劳期, 胶接绝缘接头伤损率大幅度增加, 易出现胶接绝缘夹板折断、裂纹, 应加强检查并有计划的进行更换。
3 胶接绝缘接头夹板伤损原因分析
根据近期胶接绝缘伤损 (裂纹、单折、双折) 现场设备情况看:
一种情况为胶接绝缘夹板折断或裂纹处所线路设备无明显病害, 夹板无微小裂纹, 夹板断裂面为新槎口, 无锈蚀痕迹, 由于胶接绝缘接头上线时间过长, 胶接绝缘夹板处于疲劳状态, 列车碾压导致脆断。
另一种情况为胶接绝缘夹板折断处所线路设备存在接头空吊、轨面不平顺、高低不良等设备病害, 由于受到天窗点时间少的限制, 设备车间对接头空吊没有及时整治, 对胶接绝缘接头轨面不平顺的钢轨打磨工作没有及时安排。导致在列车通过胶接绝缘接头时反复冲击作用下, 静态轨面不平顺、高低不良与动态接头空吊线路设备病害联合叠加, 使夹板能够承受的荷载超过上限, 从而导致胶接绝缘接头夹板折断或裂纹。
4 结语
大秦重载条件下, 提前预防胶接绝缘接头夹板伤损甚至夹板双折的发生, 应综合考虑胶接绝缘接头处所的设备病害情况、接头钢轨轨面不平顺、现场胶接是否执行工艺流程标准、夹板是否达到疲劳期等不利条件。不断加强设备维修养护水平、提高现场胶接操作工艺、总结现场经验, 不断减少胶接绝缘夹板重伤的发生, 确保大秦线行车安全。
摘要:介绍了大秦线区间无缝线路胶接绝缘接头夹板伤损发生的原因及规律, 指出加强胶接绝缘接头位置的设备养护维修、定期打磨钢轨、在夹板达到疲劳期前有计划的进行更换, 是防止胶接绝缘接头夹板折断危及行车安全的有效手段。
关键词:胶接绝缘接头夹板,伤损,维修,数据
参考文献
[1]中华人民共和国铁道部.铁路线路维修规则[M].北京:中国铁道出版社, 2001.
绝缘接头 篇3
柔性直流输电技术是目前新能源接入电网的最佳方式之一。交联聚乙烯(XLPE)绝缘电力电缆具有重量轻、体积小、电气性能优越、环境友好和维护方便的特点[1],近年来在柔性高压直流输电中备受关注。国家电网和南方电网均分别建成了舟山和南澳多端柔性直流输电示范工程,其中南澳柔性直流工程包括数段直流陆地电缆线路,其陆地电缆采用了直通接头和绝缘接头间隔方式布置。
目前国内外学者对XLPE绝缘电缆载流量研究较多,主要是以导体的工作温度作为确定其载流量的重要依据[2]。其计算方法主要有两种:一种是国际上公认的基于IEC 60287标准的热路算法,即在稳态前提下,假设导体温度达到最高允许的工作温度下,通过建立电缆热路模型来计算电缆载流量的解析方法[3,4,5,6];另一种方法是运用数值传热学原理进行电缆温度场计算和载流量计算的数值计算法,主要有有限元法[7]、边界元法[8]、有限差分法[9,10]等,其中由于有限元法对不规则区域、复杂结构的物理场模型有很好的适应性,应用较多[11,12]。
大量交流系统运行经验表明,电缆中间接头可能由于压接头不紧、接头氧化等导致接触电阻过大,引起温度过高,从而降低接头绝缘性能。研究表明,这种现象会使XLPE绝缘电缆的载流量明显受到限制[13]。目前,即便是交流电缆系统,其载流量计算中也没有考虑接头对载流量的限制问题,而针对直流电缆系统,则更无中间接头载流量的计算方法。
基于以上分析,本文对电缆载流量受接头限制问题进行了分析,提出高压直流XLPE绝缘电缆中间接头载流量的计算方法,并在此基础上研究了环境温度对载流量的影响。
1 高压直流电缆中间接头载流量计算方法
研究表明,在电缆接头导体发热且散热条件不良的情况下,可能会使接头超过允许的工作温度而导致绝缘劣化,而其工作温度由导体流通电流发热引起。因此,本文将导体最高工作温度作为确定直流电缆接头载流量的约束条件之一。
此外,与交流情况不同,高压直流电缆中间接头电场分布取决于绝缘材料的电导率而非相对介电常数[14],而绝缘材料的电导率受电场强度影响较大。导体流通电流发热引起绝缘层内外表面温度差异,会使得径向电场分布不均匀,也会严重影响绝缘层及交界面处空间电荷的积累[15,16],导致电场畸变严重,进而直接影响绝缘的可靠性。因此,本文将绝缘层内外表面最大温差作为另一约束条件。
以上述两个因素为约束的高压直流电缆中间接头载流量计算方法流程如图1所示。图中:SIR表示硅橡胶;稳态温度场仿真分析是接头载流量计算的理论基础,通过仿真得到两个约束条件需要的导体温度和绝缘层内外表面温差等温度数据,然后分别计算导体最高温度和绝缘层内外表面最大温差约束条件下该电缆接头的载流量I'和I″,从而得出该直流电缆中间接头的载流量IO=min{I',I″}。详细过程将结合案例进行阐述。
2 中间接头载流量算例
本文以南澳柔性直流工程用±160 k V直流XLPE绝缘电缆系统为例进行载流量计算。
2.1 接头建模仿真
本体及接头结构如图2所示,部分结构材料参数如表1所示[17]。
首先运用有限元仿真软件ANSYS,对接头内温度场进行仿真计算。按照实际尺寸1∶1建立高压直流电缆中间接头ANSYS仿真模型,见图3。
2.2 边界条件及求解
根据传热学三类边界条件的定义[18],中间接头两端法向边界热流密度为0,设为第二类边界条件,接头与周围空气的换热系数为10 W/(m2·℃)[14],周围空气温度即环境温度为25℃,设为第三类边界条件。
给导体加载生热率,生热率由归算后电缆中间接头总损耗除以导体截面积求得[19]。计算式为:
式中:R为截面的直流电阻;S为截面面积。
初始载流量I的选取方法如下,即在仅考虑导体最高温度为限制条件的前提下计算出160 k V直流电缆本体的载流量。有研究指出在直流电缆的运行温度不超过70℃时,正常运行状态下,绝缘材料中的最大电场强度小于电缆绝缘材料的长期工作电场强度20 k V/mm[20]。研究表明,高压直流电缆在高温和高压(约2倍运行电压)作用下,若绝缘泄漏电导损耗超过30%的导体损耗,则其影响不能忽略,但此时的温度和电场已远超许可范围,此时电场发生严重畸变,甚至导致不稳定状态。因此,在正常运行状态下,绝缘电导损耗可以忽略[21]。目前国际上尚未有相关载流量计算的标准,但可参考IEC60287标准中电压等级5 k V及以下直流电缆的计算导则[20,22],其载流量I计算公式为:
式中:Δθ为导体与外界环境温度差;Rmax为最高运行温度下单位长度直流电阻;T1为导体与金属护套之间的热阻;T2为金属套与铠装层之间的热阻,由于本文采用陆缆无铠装层,因此T2=0;T3为外护套热阻;T4为外部热阻。其中,T1,T2,T3,T4的具体计算参考IEC 60287标准。
在直流电压下,单位长度导体直流电阻随温度变化,参考标准IEC 60287-1-1[23],最高运行温度下其计算公式为:
式中:R0为20℃时铜导体直流电阻;θ为最高运行温度,初始值设为70℃;α20为20℃时铜导体温度系数,取值为0.003 93℃-1;ρ20Cu为20℃时铜导体体积电阻率,取值为1.724 1×10-8Ω·m;r为导体半径,取值为0.013 3 m[23]。
将上述条件代入模型进行仿真,提取仿真结果进行判断,如果不符合条件,则需要用二分法调整输入载流量I重新计算,直至前后两次计算差值在工程允许误差之内,并输出载流量I'和I″。二分法迭代计算方法可参考文献[24]的研究结果。
下文分别就图1右边和左边两个迭代计算过程和结果进行分析。
2.3 以导体最高允许工作温度为约束条件
在ANSYS稳态温度场分布云图中,提取接头导体最高工作温度值,经数据处理,绘制出导体最高运行温度随电流的变化曲线如图4所示。
高压直流XLPE绝缘电缆导体的最高运行温度应根据XLPE绝缘在工作电场强度下长期的耐热老化性能确定。瑞典ABB公司在柔性直流输电VSC系统中采用的DC XLPE绝缘电缆,以及由意大利Prysman公司生产在美国投运的DC XLPE绝缘电缆的导体最高运行温度为70℃[25,26],上海电缆研究所[27]对VSC系统用XLPE绝缘电缆导体最高运行温度提高到90℃的可行性进行了研究论证,但其具体的工程应用还没有展开。因此,本文将电缆中间接头导体最高允许工作温度为70℃作为研究确定载流量的一个约束条件。
由图4可知:①随着电流的增大,接头导体最高温度不断增大;②70℃对应的电流值在I1=1 000 A和I2=1 200 A之间。
设定I1和I2对应的生热率分别为Q1和Q2,采用二分法[28]计算出Q3=(Q1+Q2)/2,然后进行迭代计算,最终求出导体温度达到70℃的生热率,其值将很快收敛,相对应的载流量就可以确定。经过计算,可得到温度达到70℃时对应的载流量为I'=1 116 A(对应生热率为83 195 W/m2)。此时接头温度场分布云图见附录A图A1。
2.4 以绝缘层内外表面最大允许温差值为约束条件
由ANSYS稳态温度场云图可知,电缆中间接头中的XLPE主绝缘层和SIR增强绝缘层的温度径向变化程度较大。因此,本文选取这两个绝缘层提取其温度值,计算不同电流下两绝缘层内外表面的最大温差,绘制出两绝缘层最大温差随电流的变化曲线如图5所示。
目前对于绝缘层内外表面最大允许温差的研究不多,文献[29]指出XLPE绝缘层内外表面最大温差为20℃。因此,本文以绝缘层内外表面最大允许温差为20℃作为研究确定接头载流量的另一个约束条件。
由图5可知:①XLPE主绝缘层内外表面温差始终小于SIR增强绝缘层;②SIR绝缘层内外表面最大温差ΔT=20℃对应的电流值在I3=1 000 A和I4=1 200 A之间。
同理,采用二分法进行迭代计算,最终求出绝缘层内外表面最大允许温差达到20℃时的生热率,其值将很快收敛,相对应的载流量也就可以确定。经过计算,绝缘层内外表面最大允许温差达到20℃时对应载流量I″=1 015 A(对应生热率为68 817.82 W/m2)。此时接头温度场分布云图见附录A图A2。
2.5 载流量计算结果及与本体结果对比
基于上述分析,取IO=min{I',I″}=1 015 A,即在以接头导体最高允许工作温度和绝缘层内外表面最大允许温差为约束条件下,本文案例中的高压直流电缆接头允许载流量值。此外,载流量I'明显大于I″,因而此环境条件下,直流电缆中间接头的载流量主要取决于绝缘层内外表面最大允许温差。
为了与本体电缆载流量值进行比较,以南澳柔性直流工程用±160 k V直流XLPE绝缘电缆本体(见图2(a))为例,根据式(2)基于IEC 60287标准计算的载流量为1 258 A,与本文计算的直流电缆中间接头的载流量I'=1 116 A(以最高工作温度为约束)、I″=1 015 A(以最大允许温差为约束)相比较都要高出许多,故接头的确可能是电缆系统通流能力的限制因素之一,考虑接头对载流量的限制对电缆线路安全运行具有重要意义。
3 环境温度对载流量计算的影响
对于空气中敷设的电缆中间接头,环境温度是影响其载流量的一个重要因素。IEC 60287标准[6]规定的环境温度取值范围为10~40℃(亚热带),本文选取环境温度为10,15,20,25,30,35,40℃,利用第2节中间接头模型研究其对载流量计算影响。
3.1 环境温度对约束条件的影响
其他边界条件不变,电流为计算载流量1 015 A时,按照第1节方法仿真了不同环境温度对中间接头稳态温度的影响,得到对应的导体最高温度和绝缘层内外最大表面温差数据曲线,分别见附录A图A3和图A4。可知,接头导体最高工作温度和绝缘层内外表面最大温差随环境温度的变化均呈线性变化关系。
上述规律可以根据固体传热学知识加以解释[18]。导体与外表面温度之差等于导体损耗与热阻的乘积,表达式为:
式中:θc为导体温度;θs为外表面温度;IL为导体电流;T为电缆接头热阻。
将式(3)代入式(5),得到导体温度θc表达式为:
式中:R0,α20,T为恒定值,当电流IL一定时,导体温度θc∝θs,即随环境温度的升高线性增大。
根据固体传热学知识[18],电缆接头绝缘层内外表面温差计算表达式为:
式中:θi为绝缘层内表面温度;θo为绝缘层外表面温度;λ为绝缘层材料导热系数;r1为绝缘层内半径;r2为绝缘层外半径。显然,当电流IL一定时,绝缘层温差ΔT∝Rmax∝θc∝θs,即随环境温度的升高线性增大。
此外,由附录A图A3和图A4可知,环境温度对接头绝缘层内外表面温差数值变化影响较小,但不可忽略。此研究结论对接头载流量决定性约束条件的确定有重要影响。
3.2 环境温度对接头载流量的影响
根据第2节计算载流量的方法,在各环境温度取值下,以接头导体最高工作温度和绝缘层内外表面最大允许温差值为约束条件,计算出高压直流电缆中间接头的载流量,绘制出其与环境温度的关系曲线,如图6所示。其中,绝缘层内外表面最大允许温差取值目前还不能确定,根据实际情况,考虑绝缘层内外表面最大温差ΔT取值在20~30℃范围内时,绘制出相应曲线。
由图6可得以下几点结论。
1)以接头导体最高允许工作温度为约束条件确定的载流量I'随环境温度变化的关系曲线呈下降趋势。
2)以绝缘层内外表面最大允许温差为约束条件确定的载流量I″随环境温度的变化曲线下降幅度较小,且随温差ΔT取值的增大,曲线向上平移。
3)不同环境温度、不同约束条件及不同绝缘层最大允许温差取值下,计算的载流量不同。两约束条件对应关系曲线有交点Ai(i=1,2,3),可知本案例中其对应交点的环境温度值分别为T1=32.9℃,T2=25.2℃和T3=16.2℃。
4)显然,当环境温度小于Ti(i=1,2,3)时,接头载流量的决定性约束条件为绝缘层内外表面最大允许温差,此时接头载流量IO=min{I',I″}=I″;当环境温度大于交点Ai对应温度时,接头载流量的决定性约束条件为接头导体最高允许工作温度,此时接头载流量IO=min{I',I″}=I'。
4 结论
1)案例分析表明,接头的确可能是电缆系统通流能力的限制因素,电缆系统载流量计算应当考虑接头问题。
2)结合直流电缆接头的特点,本文提出了以导体最高允许工作温度和绝缘层内外表面最大允许温差为约束条件的载流量计算方法,并以±160 k V XLPE绝缘电缆中间接头为算例进行了阐述。
3)两个约束条件下的载流量与环境温度的关系曲线将相交于一点,当环境温度小于该点对应温度值时,接头载流量的决定性约束条件为绝缘层内外表面最大允许温差;当环境温度大于该点对应温度值时,接头载流量的决定性约束条件为接头导体最大允许温度。
4)绝缘层内外表面最大允许温差的取值大小,对不同环境温度下载流量的决定性约束条件的选取有显著影响。
5)研究结果为电缆线路安全运行与直流电缆系统载流量设计提供了直接参考。
6)电缆是一个串联式系统,其载流量将受电缆本体、中间接头及终端三个组成的共同约束。本文研究仅涉及中间接头和电缆本体,并且不同电压等级和敷设环境下中间接头结构和材料改变将直接影响约束条件。下一步研究将从电缆系统宏观组成和具体结构改变两方面研究载流量的约束问题。
附录见本刊网络版(http://www.aeps-info.com/aeps/ch/index.aspx)。
摘要:中间接头是高压电缆线路运行中故障多发的薄弱环节,电缆系统的载流量会因中间接头的结构特点而受到限制。直流下电缆载流量的约束条件与交流不同,不能直接依据交流电缆中间接头载流量的计算方法。为此,文中以直流电缆中间接头的温度场计算等理论研究为基础,提出以接头导体最高允许工作温度和绝缘层内外表面最大允许温差为两个约束条件,确定高压直流电缆中间接头载流量的方法。通过案例分析,将文中方法与IEC 60287标准计算的载流量进行了对比,并就环境温度对载流量的影响进行了分析。结果表明,中间接头的确是电缆系统载流量计算限制条件之一。两个约束条件下的载流量与环境温度的关系曲线将相交于一点,当环境温度小于该点对应温度值时,接头载流量的决定性约束条件为绝缘层内外表面最大允许温差;当环境温度大于该点对应温度值时,接头载流量的决定性约束条件为接头导体最大允许温度。研究结果可为直流电缆系统运行与载流量设计提供参考。