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高压海底电缆电-热耦合仿真分析和电压极性反转的影响研究

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广东电力 2019年第12期32卷 43-50页

作者：王威望汪朝辉卜文李盛涛电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学)

高电压、温度的耦合作用以及运行电压极性反转,均会严重影响海底电缆的运行稳定性。为此,针对高压直流海缆电热耦合模型进行仿真计算;基于海缆载流导体和主绝缘材料电导率和温度、电场的定量依赖关系,构建海缆电热耦合的仿真模型,分别... 详细信息

高电压、温度的耦合作用以及运行电压极性反转,均会严重影响海底电缆的运行稳定性。为此,针对高压直流海缆电热耦合模型进行仿真计算;基于海缆载流导体和主绝缘材料电导率和温度、电场的定量依赖关系,构建海缆电热耦合的仿真模型,分别仿真研究运行稳态和暂态时载流导体电流对海缆温度和电场分布特性的影响规律;设置不同的极性反转时间,研究电压极性反转对海缆温度和电场分布的影响。稳态分析结果表明:稳态时海缆的温度分布、绝缘层温差和电场分布随载流导体电流的增大而增大;绝缘层电场分布随着电流的增大逐渐变平缓,电流大于900 A时出现电场翻转现象。暂态分析结果表明:电场的稳定时间小于温度场;极性反转会造成绝缘层最大电场突变,引发过电压;随着极性反转时间的增加,过渡过程中的电压变化率增大。

关键词：高压海底电缆电热耦合电导率暂态分析极性反转

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提升高压海底电缆挤出模塑接头可靠性研究

提升高压海底电缆挤出模塑接头可靠性研究

作者：潘亮哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

受生产工艺所限,单根海缆长度往往不能满足跨海连接的实际距离要求。挤出模塑式接头(extruded molding joint,EMJ)可以将不满足长度要求的多根交联聚乙烯(XLPE)海缆连接起来。相较于预制式接头,EMJ具有恢复绝缘材料与制造电缆的绝缘材... 详细信息

受生产工艺所限,单根海缆长度往往不能满足跨海连接的实际距离要求。挤出模塑式接头(extruded molding joint,EMJ)可以将不满足长度要求的多根交联聚乙烯(XLPE)海缆连接起来。相较于预制式接头,EMJ具有恢复绝缘材料与制造电缆的绝缘材料相同,接头外径与电缆外径相近,及耐老化性能与机械性能俱佳等诸多优势。EMJ本体绝缘已经经过干式交联转变为三维网状结构,无法与恢复绝缘做到完全融合,由此形成的恢复绝缘和本体绝缘界面区域是整个结构中最为薄弱的环节,影响了EMJ的运行可靠性。本文从工艺角度和材料改性两方面来提升EMJ的运行可靠性。在改良加工工艺方面,本文提出了一种基于磁感应加热的玻璃纤维/环氧树脂复合材料预热注塑模具。模具预热型式试验结果表明玻璃纤维/环氧树脂模具可以实现模具本身与导体线芯共同加热,线芯升温速率过快需采用通断式加热的方式以保证装置整体温度的均匀性。型式试验装置的温度分布仿真结果表明,相较于玻璃纤维/环氧树脂模具与导体线芯处,EMJ本体绝缘反应力锥处温度升温较慢且均匀性不佳,但通过上述控温手段可以在预热160min后实现装置整体温度保持在最佳挤塑温度范围内,进而可以保证界面的良好融合,提高EMJ运行可靠性。模具挤出型式试验结果表明,挤出过程模具装置温度分布合理,可以满足挤塑温度要求。挤塑过程压强保持在1MPa左右,符合挤出压力要求。整个预热注塑过程持续190min,与传统模具完成预热注塑时间需要1～2天相比加热效率大幅度提高。挤塑成型后,用光学显微镜对比观察本体绝缘与恢复绝缘界面处试样和利用传统模具进行预热注塑的界面处试样。本模具的试样无明显缺陷,可以证明本模具界面融合性优于传统模具。在材料改性方面,本文提出采用纳米Si O改性XLPE和接枝电压稳定剂AOHBP改性XLPE作为恢复绝缘材料以实现提高EMJ界面区域整体耐电树枝能力。为模拟电树枝引发于本体绝缘处向界面生长的情形,本文采用熔融热压法制备了“6+2”双层绝缘试样并进行了交流电树枝生长实验。实验结果表明,EMJ恢复绝缘材料无论采用纳米Si O改性XLPE还是电压稳定剂AOHBP接枝改性XLPE均可提高EMJ弱点区域整体耐电树枝能力,其中0.4phr AOHBP接枝改性的XLPE抑制电树枝能力最佳。为模拟电树枝引发于界面处向本体绝缘和恢复绝缘生长的情形,应用上述抑制电树枝能力表现最好的0.4phr AOHBP接枝改性XLPE通过熔融热压法重新制作了“4+4”双层绝缘试样并进行了交流电树枝生长实验。结果表明,电树枝无论引发于本体绝缘还是界面处,采用0.4phr AOHBP接枝改性的XLPE进行绝缘恢复都可以极大地提升EMJ界面区域整体耐电树枝能力,进而保证EMJ运行可靠性。

关键词：高压海底电缆挤出模塑接头磁感应加热电树枝

基于弱磁探测技术的高压海底电缆精确定位系统设计

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计算机测量与控制 2023年第8期31卷 38-43页

作者：祝建军戴显康陈露露黄城中国三峡新能源(集团)股份有限公司江苏分公司南京210019 三峡新能源南通有限公司江苏南通226001 三峡新能源如东有限公司江苏南通226400 江苏方天电力技术有限公司南京210000

高压海底电缆具有耐腐蚀、抗冲击性能好和电气寿命长等优点,是海上输电系统的重要组成部分,为保证海底输电系统正常运行,设计并开发了基于弱磁探测技术的高压海底电缆精确定位系统;装设海底弱磁探测器作为弱磁探测技术的执行元件,改装... 详细信息

高压海底电缆具有耐腐蚀、抗冲击性能好和电气寿命长等优点,是海上输电系统的重要组成部分,为保证海底输电系统正常运行,设计并开发了基于弱磁探测技术的高压海底电缆精确定位系统;装设海底弱磁探测器作为弱磁探测技术的执行元件,改装高压海底电缆精确定位器;根据高压海底电缆的组成结构、电力学工作原理以及磁场分布特征,构建高压海底电缆及其磁场等效模型;采集高压海底电缆的实时状态数据,利用弱磁探测技术获取高压海底电缆周围的磁信号,通过信号特征匹配与坐标计算,得出高压海底电缆精确定位结果;通过系统测试实验得出结论:与传统定位系统相比,优化设计系统定位静态电缆的平均误差降低约10.82 m,定位动态电缆的平均误差降低了11.37 m,表明了所设计系统在定位精度方面具有明显优势。

关键词：弱磁探测技术高压海底电缆精确定位系统

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近海风电高压海底电缆交流耐压试验重要性

电力安全技术 2020年第9期22卷 74-78页

作者：黄烜城吴木木封建宝袁超江苏方天电力技术有限公司江苏南京211100

海底电缆作为海上风电场唯一的电能输出通道,应具有稳定的传输性能和环境适应结构,因此正式投运前的外损伤预防及性能检测对其能否安全投产具有十分重要的意义。对某海上风电项目海底电缆线路B相在交流耐压交接试验过程中发生的击穿事... 详细信息

海底电缆作为海上风电场唯一的电能输出通道,应具有稳定的传输性能和环境适应结构,因此正式投运前的外损伤预防及性能检测对其能否安全投产具有十分重要的意义。对某海上风电项目海底电缆线路B相在交流耐压交接试验过程中发生的击穿事故进行分析,在将海上升压站220 kV GIS电缆仓解体后发现该相电缆终端应力锥内部击穿,实验室分析得出本次故障是由施工不当所造成的。为确保高压海底电缆通道的安全性,各相关单位应严格控制海底电缆耐压试验的质量。

关键词：高压海底电缆交流耐压试验海上风电场

TSS350在琼州海峡跨海高压输电系统500 kV海底电缆带电检测项目中的应用

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通信电源技术 2019年第6期36卷 108-109页

作者：高东明陈航伟朱德高中国南方电网超高压输电公司广州局

介绍了改造后的TSS350在琼州海峡跨海高压输电系统500kV海底电缆带电检测项目中的应用,阐述了海底电缆带电探测的重要意义,分析了TSS350的工作原理,明确了常规TSS350与改造后的TSS350的区别。

关键词： TSS350改造高压海底电缆带电检测

超短基线定位系统在500kV跨海输电系统海底电缆检测中的应用

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电声技术 2019年第1期43卷 27-29页

作者：高东明王宁朱德高中国南方电网超高压输电公司广州局广东广州510405

介绍了水下机器人声学定位系统在琼州海峡跨海高压输电系统500kV海底电缆检测项目上的应用,具体介绍了超短基线定位系统构成、设备特性、作用原理、安装过程、校正参考因素。

关键词：超短基线定位高压海底电缆检测

渤海油田岸电工程方案设计及关键技术——以秦皇岛32-6、曹妃甸11-1油田群岸电工程为例

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中国海上油气 2022年第5期34卷 187-196页

作者：刘国锋高璇张昊李雪中海油研究总院有限责任公司北京100028

秦皇岛32-6、曹妃甸11-1岸电工程是中国首个海上油田群岸电应用项目,也是目前世界上海上油田交流输电电压等级最高的已投产岸电项目。基于该岸电工程设计面临的海洋环境条件复杂、海上油田位置分散、海上油田用电可靠性要求高等诸多挑战... 详细信息

秦皇岛32-6、曹妃甸11-1岸电工程是中国首个海上油田群岸电应用项目,也是目前世界上海上油田交流输电电压等级最高的已投产岸电项目。基于该岸电工程设计面临的海洋环境条件复杂、海上油田位置分散、海上油田用电可靠性要求高等诸多挑战,根据海上油田供电原则、海上电力动力平台位置优选及供电方案与区域互联方案设计的研究结果,确定了该油田群岸电工程总体设计方案,并重点介绍了远距离大容量海缆过电压和无功补偿、稳定控制技术、高压海缆交流腐蚀干扰分析及智能化等关键技术。基于上述技术,秦皇岛32-6、曹妃甸11-1岸电工程已于2021年9月建成并顺利投入运行,标志着中国海洋石油工业向绿色开发、高效开发、智能开发迈出了历史性变革的一步,同时也为后续岸电工程项目提供了借鉴。

关键词：渤海油田秦皇岛32-6、曹妃甸11-1油田群岸电工程总体方案区域互联高压海底电缆稳定控制交流腐蚀干扰智能化