挤包绝缘高压直流电缆是实现大电网柔性互联、远距离大容量输电和新能源电力规模化利用的关键电力设备之一。按照挤包绝缘高压直流电缆系统的开发脉络,从挤包绝缘高压直流电缆绝缘材料的开发、电缆附件相关技术、电缆系统的试验方法与检测技术、国内外工程应用等方面,全面综述了挤包绝缘高压直流电缆的技术发展现状。特别针对高压直流电缆用绝缘...
为促进高压直流电缆在大容量、远距离、复杂环境下电能输送方面的应用,需要对直流电缆绝缘材料的关键问题进行深入研究。针对高压直流电缆的发展历史,介绍了绕包和挤包绝缘各自的技术优势及工程应用,并对目前广泛应用的挤包直流电缆绝缘材料的研究现状进行分析,总结了近几年直流电缆聚合物绝缘的研究热点,包括空间电荷、介电性能和老化性能等问...
参照油纸绝缘高压交流（HVAC）电缆的分阶绝缘设计思想,采用不同非线性绝缘材料制造具有双层绝缘结构的高压直流（HVDC）电缆来改善电场分布以及减薄绝缘层厚度是一种可能的解决途径。为了从理论上验证双层绝缘设计理念在HVDC电缆绝缘设计中的可行性,采用多物理场耦合软件仿真研究了不同温度梯度、不同施压方式下分层半径对双层绝缘结构HVDC电缆...
高压柔性直流（voltage-sourced converter-based high voltage direct current,VSC-HVDC）输电的直流电缆发生护套过电压可使屏蔽层击穿,导致电缆报废。为此,基于导纳矩阵,建立了直流陆缆的数学模型,给出了各参数的计算方法;同时,依托于厦门高压柔性直流输电示范工程,通过陆缆的级联模型和简化的交流源放电电路对不同工况的比较,具体地仿真分析...
为解决高压直流电缆附件中因复合绝缘材料电导率差异而引起的电场分布不均问题,采用纳米碳化硅为填料,对附件绝缘加成型液体硅橡胶进行改性,制备了具有非线性电导特性的纳米碳化硅/液体硅橡胶复合材料。同时对比研究了纯硅橡胶和质量分数分别为1%、3%、5%的纳米碳化硅/液体硅橡胶复合材料的非线性电导特性和介电特性。研究结果表明：相比于纯硅...
直流电缆可靠性是保障柔性直流输电的关键,电缆本体故障特性分析能够为今后直流电缆设计和柔直输电系统的保护提供依据。因此依托于厦门柔直输电示范工程,基于分布参数的π型陆缆结构,建立了RLC分布参数的γ模型,并在Matlab/Simulink平台上进行了陆缆主绝缘故障后系统故障特性的仿真。仿真结果表明：金属护套上电流和电压的故障特性与主绝缘故障位...
高压直流电缆运行时径向温度和电场分布是反映其运行状态的重要参数,考虑流场的海底电缆电热耦合规律研究具有重要意义。依据南澳直流工程±160 kV高压直流海底电缆,利用COMSOL Multiphysics有限元分析软件,建立了海缆本体及其敷设环境的3维电–热–流耦合模型,以控制变量法研究了铺设和埋设2种敷设方式下海缆载流量、海水温度和海水流速对海缆径...
为了揭示直流电场下交联聚乙烯（XLPE）电力电缆中水树生长特性与直流电场极性的关系,进行了XLPE样本正/负极性直流电场下加速水树老化实验,分析了不同极性直流电场下XLPE/溶液界面结构对离子、水分向XLPE材料中迁移过程的影响,并进行了不同极性直流电场下水树区域的仿真分析,提出了直流电场极性影响水树生长特性的一种可能解释。研究结果表明：...
电树枝化是交联聚乙烯（XLPE）绝缘劣化的重要表征。为此,对直流接地电树枝生长特性和电树枝形态结构进行了试验研究,重点分析了正负极性直流接地电树枝生长机理。同时,利用分形维数定量描述了电树枝结构特征,并结合电树枝生长过程中分形维数变化规律对不同极性接地电树枝生长机理进行了分析。最后通过提出导电通道分压理论和电树枝尖端屏蔽机理...
为升级输电线路的传输能力,可将现役交流XLPE电缆线路改为直流运行,但仍缺乏改造方案设计的统一标准或规范。因而对1根投运7年的YJV22-8.7/10 kV-3×185 mm~2电缆进行绝缘环切,在相同条件下对切片试样进行交流及直流电压下的连续和逐级升压击穿试验。结果表明：升压速率为2、0.5、0.1 kV/s的连续升压击穿试验中,升压速率对试样的交流平均击穿场强...
基于电声脉冲法（PEA）的同轴电缆空间电荷测量系统中,耦合的脉冲直接影响空间电荷的测量波形。因而简述了基于外半导电层脉冲注入法的同轴电缆空间电荷测量系统,测量了10 kV同轴电缆在不同接地点下的空间电荷波形。通过实验和仿真研究了不同接地点、不同电缆尺寸和不同脉冲注入区长度对脉冲注入波形的影响。实验与仿真结果表明：注入脉冲的波形...
将交流电缆线路改为直流运行可以充分利用原有输电线路走廊,最大限度地发挥原有输电线路的输送能力。为研究交流交链聚乙烯（XLPE）电缆在直流电压下的电场分布和空间电荷积累特性,应用COMSOL多物理场仿真软件,模拟了温差为25℃及45℃时电缆绝缘层中的温度场,并基于绝缘试片电导率数学模型,研究了66 kV电压等级交流XLPE电缆在直流电压下的电场分...
聚合物绝缘材料中空间电荷的注入、输运、积聚和消散过程与材料的陷阱特性密切相关。为研究氧化石墨烯（GO）添加对聚乙烯材料陷阱特性的影响,制备了GO质量分数分别为0.001%、0.005%、0.01%、0.02%、0.05%的氧化石墨烯/低密度聚乙烯（LDPE）纳米复合材料,基于等温表面电位衰减（ISPD）法研究了30℃、50℃和70℃下GO/LDPE纳米复合材料的陷阱分布...
电场、温度场及空间电荷分布是高压直流（HVDC）交联聚乙烯（XLPE）电缆中间接头设计优化的重要参数。为此,利用COMSOL仿真软件计算了组合预制式、整体预制式2种电缆中间接头的电场分布、温度场分布、以及空间电荷分布,并分析了不同类型电缆中间接头各自的特点,提出了选型建议;针对2种类型的电缆中间接头,研究了材料参数、结构尺寸等因素对其性...
高压直流电缆绝缘材料的交联特性直接影响电缆的运行温度和空间电荷特性,因而主要通过凝胶质量分数、流变行为和热延伸测试分别分析了北欧化工（试样1）和陶氏化学（试样2）生产的2种新型高压直流电缆用XLPE材料交联特性的差异,并研究了交联效应对材料空间电荷性能和热力学性能的影响。结果表明：试样2在低交联剂添加量的情况下保证了较高的交联...
为探索高压直流电缆接头内部电场分布规律,特别是增强绝缘非线性特征对电缆接头内部电场分布的影响,在制备纳米硅橡胶复合材料基础上,借助有限元仿真研究了高压直流电缆接头内部电场分布特征。通过对不同温度梯度、施加电压、极性反转时间及增强绝缘电导特征等因素下电场分布特征的研究,得出如下结论：电场强度最大值位置随温度梯度与施加电压的...
针对直流交联聚乙烯（XLPE）电缆局放信号图的对比度差和边缘清晰度低,影响电缆缺陷识别率的问题,提出一种基于非下采样剪切波变换（NSST）域增强的直流电缆局放识别方法。首先采用NSST对不同缺陷类型的电缆局放信号图进行分解,得到低频子带图和高频方向子带图,其中,低频子带图进行布谷鸟优化多尺度Retinex算法（CS-MSR）增强处理,高频方向子带...
为了确定最优的阻水填充材料和阻水方式,以开发高压直流陆缆及海缆用大截面纵向阻水型线导体,分别对选用的半导电阻水带和阻水胶进行阻水效果测试,并模拟电缆生产过程中导体受热情况进行了250℃下的热重性能测试（TGA）,最后分别在2 MPa水压下作用10 d时间及1 m水柱下进行10次热循环的测试条件下对填充阻水带和阻水胶的3 000 mm2型线导体绝缘线...
聚丙烯（PP）不仅具有良好的电气性能和耐热性能,而且在寿命终止后可循环利用,有可能替代交联聚乙烯（XLPE）作为电缆绝缘材料。因而通过研究乙烯–丙烯嵌段共聚聚丙烯（EPC）和等规均聚聚丙烯（iPP）的微观结构、力学冲击强度和电学性能,探讨了EPC作为高压直流电缆绝缘材料的潜力。结果表明：iPP和EPC中只有α球晶,EPC中的α球晶较iPP中的小而密...
高压电力电缆在柔性直流输电工程中扮演中输送稳定电能的重要角色,其过电压故障会对电网安全运行造成严重的影响,而国内关于高压电缆操作过电压机理以及计算的研究较少。为此,依托舟山柔性直流输电工程,在PSCAD/EMTDC平台上,分析了同轴高压直流电缆的等效阻抗和导纳参数,并分别计算了不同故障条件下的直流电缆操作过电压。基于统计分析方法,采用...
将交流电缆配电线路改造为直流运行后,准确设计电缆的运行参数能在最大程度上利用原有线路的供电能力。为此,以10 kV电压等级交流配电网中广泛使用的典型3芯交联聚乙烯（XLPE）绝缘电缆为例,根据所选电缆的结构和材料参数,使用有限元分析软件ANSYS建立了电缆温度场和电场耦合仿真模型,并在直流运行方式为双极式的条件下对电缆的温度场和电场进行...
与常规线路相比,紧凑型输电线路的相间空气绝缘距离大大减小,在实际运行过程中遭遇诸如大风、脱冰等外力影响时更容易发生相间闪络、碰线事故。为此,针对1 000 kV特高压交流紧凑型输电线路,主要研究了大风和C相脱冰综合工况下传统相间间隔棒与新型相地间隔棒对相导线不同期摆动的抑制效果。根据清华大学自主研发的非线性导线–绝缘子体系3自由度...
针对传统变压器故障诊断过程中未能将部分反映变压器故障状态的信息有效利用,以致故障诊断信息不完备、诊断结果不准确的情况,将铁芯接地电流等信息与特征气体相结合,以完善故障特征信息。并在此基础上,构建了一种采用粗糙集的一对一多类支持向量机故障诊断新方法。首先利用一对一多类支持向量机实现故障类别区域的划分;然后根据粗糙集的上下近...
为预防因连锁过载跳闸而导致的大规模停电事故,提出了考虑Prim分区和机组调整的连锁故障控制策略。采用Prim算法划分了控制区域,应用相关度矩阵求取了控制位置和相应的控制量。综合考虑事故链发展过程中线路过载和节点电压越限,根据源流路径关系调整了发电机和负荷控制量,同时保证了系统节点电压在正常范围,弥补了以往连锁过载控制较少考虑电压...
为了提高采用正弦脉冲宽度调制（SPWM）方式的逆变器中绝缘栅双极晶体管（IGBT）结温的仿真计算速度,采用高斯赛德尔迭代法对IGBT结温计算进行了研究。分析了开关周期的结温计算方法,然后使用迭代算法计算了工频周期的结温,并且将该计算方法与利用电热耦合模型仿真得出的结温和利用光纤测量实验得到的结温进行对比。结果表明：在保证精度的同时,...
传统输变电设备故障诊断方法具有易受专家意见主观影响以及模型固化的缺点。为此,提出了基于大数据挖掘技术的设备故障诊断方法,介绍了设备故障模式聚类算法、状态参量相关性分析算法以及基于相关性矩阵的故障诊断方法等基于大数据分析的设备故障诊断关键技术,并采用某电网公司500 kV电压等级油浸式变压器套管近10 a故障记录数据作为数据挖掘案...
自然条件下输电线路绝缘子表面积污成分中含有大量的硫酸钙（CaSO_4）,而污秽中CaSO_4对不同型式绝缘子的污闪特性有着不同的影响。为此,以7片XWP2-160型瓷绝缘子串和FXBW4-35/70型复合绝缘子为试品,在人工雾室中进行了人工污秽试验,对比分析了CaSO_4对这2种型式绝缘子污耐压、闪络电压梯度及泄漏电流峰值的影响差异。研究表明：随着CaSO_4质量...
为了解决电力系统海量非结构化图像数据智能化分析和识别这一问题,提出了一种结合深度学习和随机森林的电力系统关键电力设备图像识别方法。在特征提取方面,通过卷积神经网络提取了电力设备图像的特征;在识别算法方面,借鉴传统机器学习方法的优势,提出了结合深度学习的随机森林分类方法。使用8 500幅电力设备图像对该方法进行了测试。研究结果表...
油浸式电力变压器油中溶解气体的检测对于变压器早期故障诊断和保障电力系统安全稳定至关重要。乙炔是主要的故障特征气体之一,为实现其含量的检测并为变压器绝缘故障类型和严重程度提供决策依据,采用水热法结合层层自组装技术制备了纳米银及氧化锡修饰石墨烯（Ag@SnO_2/rGO）薄膜传感器,并通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对薄膜...
无线传感器是高压电气设备在线监测系统的关键部件,而工作电源已成为其进一步发展和应用的关键技术。为此,提出了采用磁谐振非接触电源给在线监测无线传感器供电和相应的无线传感器方案。首先以金属部件多、工作环境苛刻的典型高压电气设备开关柜为应用场合,确定了磁谐振非接触电源关键参数,然后采用电路互感模型研究了引入效率系数kQ作为非接触...
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