《温度对高压直流电缆中间接头内电场分布的影响》
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[摘 要]近年来,高压直流电力在运输配电中应用越来越广泛,高压直流电缆中中间接头是其必不可少的重要附件之一.直流输配电系统的稳定运行及安全,都与中间接头性能的好坏有着重要的关系.柔性直流电相比于传统直流输电技术,更能承受直流叠加冲击电压,对电流绝缘有着重大的影响.本文将深入研究高压直流电缆中中间接头的实际需求作用,以此为高压直流电缆中间接头设计提供有用依据.
[关键词]温度；高压直流电缆；接头；电场
中图分类号：TM247 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）07-0153-01
引言
直流电缆接头同交流电缆接头有着很大的差异,但在其设计原理与结构上却有着相似的地方.在交流电压的作用之下,接头绝缘呈容性,材料的电容率亦为常数,不根据电场强度及温度等因素变化而随之变化.而在直流电压的作用之下,积累空间负荷则在电缆主绝缘及聚合物绝缘、接头绝缘的交界面间[1].使得其空间电荷在电场中受到严重不畸变,电压突变间,突变电压与空间负荷相互产生叠加电场,进而引起接头绝缘的放电击穿.当前,国内外主要研究聚合物绝缘材料于空间负荷间的难题,针对高压直流电缆中间接头的研究,很多专家学者,选择开展聚合物绝缘条件下,形成空间负荷,以及研究添加剂无机纳米对于空间负荷的抑制.思考高压直流电缆在承受不同电压以及绝缘温度分布的运行,研究直流电缆接头中电场分布的具体情况.
一、高压直流电缆中间接头内电场分析
直流电压作用之下,复合绝缘内场强按照其材料电导率来进行分布,根据双层介质电导率和其他条件的影响作用[2].在不同电导率条件下的等位线相差极大时,介质里的直流电场也会产生极为不均匀的分布,电场集中部位受绝缘材料的参数变化而不断变化.如果高压屏蔽端部在电场出现严重集中,那么应力锥根部的场强就极低.如果应力锥根部电场严重集中的话,则高压屏蔽端部的场强就较低.如果电场集中现象出现明显的改善,那么绝缘结构的电场分布就变得均匀[3].因而,在进行高压直流接头设计中,应该首先确保其使用材料的电导率在规定范围之内.接着根据其电导率间比值来确定接头可能出现的电场强度集中区域部位,采取有效措施,使得电场分布尽可能均匀化[4].当前,国内外主要研究聚合物绝缘材料于空间负荷间的难题,针对高压直流电缆中间接头的研究,很多专家学者,选择开展聚合物绝缘条件下,形成空间负荷,以及研究添加剂无机纳米对于空间负荷的抑制.高压直流电力在运输配电中应用越来越广泛,高压直流电缆中中间接头是其必不可少的重要附件之一.直流输配电系统的稳定运行及安全,都与中间接头性能的好坏有着重要的关系[5].
二、高压直流电缆接头受温度影响
直流电缆在进行带负荷运动之时,线芯出现发热现象而导致绝缘内侧产生温度梯度分布变化.而温度和电场都对聚合物绝缘材料电导率有着极大的影响.致使绝缘内的按照电导率分布的艺术场强也会因为其变化而变化[6].当低温、低场强情况之下,材料间的电导率其差异并不是很大,但如果场强和温度随之增加,那么材料间的电导率就会出现极大差异,最大可相差六七倍之多.在受到直流叠加电缆冲击电压的作用之时,聚合材料绝缘内表面场强皆大于外表面之场强,且出现三个极大值点于接头内,其中就包括压接管端部屏蔽内侧.且压接管端部高压屏蔽内侧场强为最大,还不受冲击电压极性以及线芯温度之影响而产生变化.由于电流电压作用之下电场根据电导率来进行进行分布,是按照冲击电压下电场电容率分布而形成的.在冲击电压正极性之时,接头绝缘内侧场强则高于负极性冲击场强.在直流叠加正极性冲击电压作用之时,会因为温度的升高而使得绝缘内侧场强降低.在直流叠加负极性冲击电压作用之时,会因为温度的升高而使得绝缘内侧场强随之增大.冲击电压对于材料界面切向场强产生了极大的影响,只有在直流电压作用之时,界面切向场强于高压屏蔽端部周围的值才较大,而其他部位值就会相对均匀或者较为小[4].随着冲击压及时间的增加,界面切向场强也明显出现增加,并且应力锥根部以及高压屏蔽端部将出现畸变.在冲击电压达到一定峰值之时,界面切向也会达到峰值然后逐渐下降.同时,直流叠加负极性冲击电压之下的界面场强要比正极性冲击电压场强的值更低[7].这主要是冲击电压为负性之时,产生的界面场强只在低温低场条件下才能与材料电导率完美配合.而高温高场条件下接头将会产生畸变,因而在材料方面还需加强研究.直流电缆接头同交流电缆接头有着很大的差异,但在其设计原理与结构上却有着相似的地方.而在直流电压的作用之下,积累空间负荷则在电缆主绝缘及聚合物绝缘、接头绝缘的交界面间.使得其空间电荷在电场中受到严重不畸变,电压突变间,突变电压与空间负荷相互产生叠加电场,进而引起接头绝缘的放电击穿.另外,在直流电压作用之下,绝缘空间电荷对电缆系统运行产生了极大的影响,当前国内对于绝缘材料的研究还在聚乙烯材料方面,还未能对电缆附件,使用硅橡胶等材料进一步进行研究.因而,需要考虑到不同电压作用下不同温度在空间电荷特性基础之上,进行性能更好的电流电缆附件设计.
三、结论
电压直流下通过电场仿真分析,来进行不同的梯度温度的作用情况了解.250kV直流电缆接头电场在直流叠加冲击下出现的分布状况,直流电压电缆接头里电场的均匀度和集中区域出现绝缘材料电导率有着密切关系.在直流叠加冲击电压时,电缆接头将产生三个场强极大值.压接管端部在其高压屏蔽内侧中的场强是最大的,并且不跟随冲击电压极性以及线芯的温度变化而改变.直流电压叠加正极性在进行冲击电压作用之时,复合绝缘场强其内侧将会随着温度的升高而开始降低.直流叠加电压负极性在进行冲击电压作用之时,复合绝缘场强其内侧则会随着温度的升高而逐渐增大.思考高压直流电缆在承受不同电压以及绝缘温度时电场分布的运行具体情况,以此为高压直流电缆中间接头设计提供有用依据.
参考文献
[1]李昭红, 阳林, 田野,等. 高压直流电缆接头稳态温度场分布及其影响因素[J]. 中国电力, 2016, 49（2）：48-53.
[2]严有祥, 朱婷, 王蕾. 基于有限元法对±320 kV直流XLPE電缆中间接头电场与空间电荷的仿真计算[J]. 高电压技术, 2017, 43（11）：3591-3598.
[3]宋淑伟, 赵洪, 李中原,等. 高压直流电缆接头稳态与暂态电场分布特征[J]. 高电压技术, 2017, 43（11）：3607-3616.
[4]尚康良, 曹均正, 赵志斌,等. 320kV XLPE高压直流电缆接头附件仿真分析和结构优化设计[J]. 中国电机工程学报, 2016, 36（7）：2018-2024.
[5]侯帅, 惠宝军, 傅明利,等. 交联聚乙烯挤出绝缘高压直流电缆全工况运行考核及温度梯度下空间电荷测量[J]. 高电压技术, 2018（5）.
[6]阳林, 李昭红, 郝艳捧,等. 工作温度和绝缘温差约束下的高压直流电缆接头载流量计算[J]. 电力系统自动化, 2016, 40（18）：129-134.
[7]钱恺羽,苏鹏飞,吴建东,尹毅.不同温度下高压直流电缆绝缘击穿场强的厚度效应[J].中国电机工程学报：1-10.
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电缆引用文献:
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