关于110kv xlpe绝缘电力电缆局部放电的探讨

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2006年第3期电线电缆2006年6月No．32OO6ElectricWire＆CabkJun．．2O06110kVXLPE绝缘电力电缆局部放电的探讨宫瑞磊，汪建成，王兆珉，袁传镇(泰开电气集团高压开关有限公司，山东泰安271000)摘要：建立了l10kV交联聚乙烯(xLPE)绝缘电力电缆皱纹铝护套松动时的放电模型，并利用时域有限元电场的方法分析了110kV的电缆耐压试验时．在电压相位过零点时的放电现象。关键词：XLPE电缆；皱纹铝护套；局部放电；时域有限元法中图

2、分类号：TM206；TM247．1文献标识码：A文章编号：1672．6901(2006)03．0031．03AnalysisofPartialDischargein110kVXLPEPowerCablesG0NGRui．1ei．etal(TaikaiElectricGroup，HVSwitchCo，Ltd，Tai’arI271000，China)Abstract：Apartialdischargemodelwagbuiltforan110kVXLPEpowercablewithloosecorrugatedal

3、uminiumsheath．Thedischargewhenthephaseisatzeroatavoltagetestof10kVcableWa．8analysedusingthetime—domainfiniteelementmethod．Keywords：XLPEcable；corrugatedaluminiumsheath；partialdischarge；time-domainfiniteelementmethod上一些不确定的因素，很难做到铝护套与绝缘层的1引言完美匹配。在高压电缆生产中，如果铝护套

4、的内径为了提高高压交联聚乙烯(XLPE)绝缘电力电比较小，可能会导致压伤绝缘屏蔽和绝缘层，但如果缆的各项性能指标的稳定性，防止电缆绝缘层被外铝护套的内径较大会出现什么结果呢?即铝护套和界潮气及水分的侵入，以保证电缆具有优异的绝缘绝缘屏蔽之间有一定的间隙，这是许多生产厂家到性能，使电缆能在各种环境下使用，电缆应包覆金属目前没有意识到的一个问题。下面以110kVXLPE护套。金属护套的作用主要有三个：一是防水的作绝缘电缆及其局部放电试验为例进行讨论。用，防止XLPE绝缘接触到水分，作为电缆的径向防2计算的理论模型水

5、层；二是能承受较大的短路电流；三是对电缆绝缘起保护作用，避免机械外力对绝缘的伤害⋯。110kV电缆结构计算的理论模型如图1所示，目前，110kV级XLPE电缆使用的金属护套大图中1为XLPE绝缘介质，2为绝缘屏蔽，3为阻水多是纵包氩弧焊皱纹铝护套，关于纵包氩弧焊皱纹带，4为电缆铝护套和阻水带之间的空气隙。图1铝护套的生产原理见文献[2]。文献[3]分析了中的A点是铝护套与阻水带紧密接触的地方，而BXLPE绝缘电缆铝护套生产过程中的受力情况，得出点以及AB之间的各点则认为没有很好的与阻水带了在64／110kV一1

6、27／220kV高压电缆生产过程中接触。计算中，取XLPE绝缘与电缆导体接触面为引入氩弧焊工艺的可行性。对于氩弧焊接过程中的高电位，而铝护套接地。热效应研究在文献[4]中做了分析，指出了高温焊接B时，由于焊接的热量不是足够的大，再加上焊点是在不断的移动和电缆结构的特点，又采取冷却措施，温度沿电缆径向下降很快，所以绝缘表面的温度很低，即高温焊接不会对电缆绝缘造成伤害，论证了氩弧图1110kV电缆计算的模型图焊接的可靠性。3计算的方法以上是从理论上论证了氩弧焊皱纹铝护套的可行性，但实际生产中，由于高压电缆的工艺复杂

7、，加计算方法采用了时域有限元方法，在半导电介质中，电位满足方程(1)：收稿日期：2005．11-20作者简介：官瑞磊(1979一)，男，山东济宁人，工程师·[一y]-[·(co勺)](1)作者地址：山东泰安市高新开发区[271000]．维普资讯http://www.cqvip.com2006年第3期电线电缆2006年6月NO．32006ElectricWire＆CableJun．，2006式中，y为绝缘的电导率；e。为自由空间的介电常电缆铝护套松动时，存在气隙放电的可能性。因此数为半导电媒质的相对介电常数。电缆

8、铝护套在设计时，应该充分考虑到与阻水带、绝为求解非线性半导电媒质中的电场分布，利用缘屏蔽紧密接触的必要性。后退Euler法对式(1)进行离散处理：·[一y(t)]=Eoe，———————■————一(L2Z)式中，t为时间；At为时间步长，整理后可得：·[一(y+)()]_一一EoeJ———一(Lj3)式(3)也可以写为：图2空气隙中的最大场强与AB之间距离的关系图一·[c]一f=0(