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非线性电导材料应力锥改善电缆终端电场强度分布
  • ISSN号:1003-6520
  • 期刊名称:《高电压技术》
  • 时间:0
  • 分类:TM[电气工程]
  • 作者机构:清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室,北京100084
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973计划)(2014CB239504);国家自然科学基金(51007046).
中文摘要:

在电力系统中,预制橡胶应力锥是高压电缆终端的关键组成部分,它的特性决定了高压电缆运行的安全性。为此,通过建立预制橡胶应力锥的有限元数值仿真模型,分析了110 kV电缆终端的电场强度分布情况,提出采用非线性电导复合材料来替换固定电导材料,实现材料性能参数与空间电场强度大小的自适应匹配,起到智能改善空间电场强度分布的作用。结合理论分析,进一步确定了非线性电导材料参数。不同材料应力锥终端电场强度分布的对比结果表明:若非线性区域出现时所需电场强度过大,则会造成应力锥锥面处的电场强度过大;若非线性区域出现时所需电场强度过小,则会造成三相交界点处电场强度过大。选取合适的非线性电导材料对于应力锥锥面和交界点处的电场强度具有均匀作用,对发展更高电压等级电缆具有促进作用。

英文摘要:

Prefabricated rubber stress cone is the key part of high voltage cable terminal in the electric power system, and its property is the main factor in determining whether high voltage cable operates safely. We establish finite element nu- merical simulation models to analyze the electric field distribution of 110 kV cable terminal. Instead of using fixed conductivity material, the materials with nonlinear eonductivity are used as the insulation material for rubber stress cones. The polymer composites with nonlinear conductivity that depends on applied electrical fields can smartly smooth the non-uniform electrical fields through fitting material parameters with the electrical fields. Combined with theoretical analysis, we can further determine the parameter range of nonlinear conductivity material. By comparing with the electric fields distribution of different materials, the results show that if the switching electric field is excessively large, the electric field at the rubber stress cone face will be excessively large; otherwise the electric field at junction will be excessively large. However, an appropriate nonlinear conductivity polymer composites can effectively improve the electric fields at the rubber stress cone face and the junction, and it has an important role in promoting the development of higher voltage cable in the future.

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期刊信息
  • 《高电压技术》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国家电力公司
  • 主办单位:国网武汉高压研究院 中国电机工程学会
  • 主编:郭剑波
  • 地址:湖北省武汉市珞瑜路143号
  • 邮编:430074
  • 邮箱:hve@whvri.com
  • 电话:027-59835528
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-6520
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1239/TM
  • 邮发代号:38-24
  • 获奖情况:
  • 历届电力部优秀期刊,历届湖北省优秀期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35984