hvdc电缆在温度梯度效应下电场分布特性研究

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1、工程硕士学位论文HVDC电缆在温度梯度效应下电场分布特性研究刘乐乐哈尔滨理工大学2016年3月国内图书分类号：TM854工程硕士学位论文HVDC电缆在温度梯度效应下电场分布特性研究硕士研究生：刘乐乐导师：李忠华申请学位级别：工程硕士学科、专业：电气工程所在单位：电气与电子工程学院答辩日期：2016年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TM854DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTheResearchontheElec

2、tricFieldDistributioninHVDCCableUnderTemperatureGradientEffectCandidate：LIULeleSupervisor：LIZhonghuaAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ElectricalEngineeringDateofOralExamination：March,2016University：HarbinUniversityofScienceandTech

3、nology枪尔滨理工大学硕±学位论文原却性声明本人郑重声明：此处所提交的硕±学位论文《ＨＶＤＣ电樂在温度梯度效应下电场分布特性研究》，是本人在导师指导下，在略尔滨理工大学攻读硕±学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的硏究工作做出重要Ｌ。贡献的个人和集体，均已在文中：！明确方式注明本声明的法律结果将完全由本人承担。。作者签字：到曰期；＞《年１月）曰克克哈尔滨理工大学硕±学位论文使用授权

4、书《ＨＶＤＣ电雞在温度梯度效应下电场分布特性研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间在导师指导下完成的硕±学位论文。本论文的研究。成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研巧内容不得Ｗ其它单位的名义发表本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保。留并向有关部口送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅本人授权哈尔滨理工大学，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可Ｗ公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于不保密囚。（请在Ｗ上

5、相应方框内打々。、作者签名：勾身去日期：（年如３日导师签名曰期：Ｗ（年月曰尤处｝HVDC电缆在温度梯度效应下电场分布特性研究摘要高压直流输电由于其损耗低、可靠性高、载流量大、对通信和生态影响小、适用于远距离输电等优点，已成为高压输电重要发展方向。而在跨越海峡、穿越隧道和城市时，HVDC电力电缆线路相比架空线路有着独特的优势。电场分布是决定电缆绝缘短时耐压能力和长期运行可靠性的关键因素。HVDC电缆稳定运行时，绝缘材料的电导率决定电场分布，在较高温度梯度分布下有可能出现电场分布翻

6、转现象。由于电缆绝缘材料的非线性电导率是温度及电场的函数，在投入运行和电压极性反转时HVDC电缆暂态电场分布更为复杂。为此，本文采用多物理场耦合软件COMSOLMultiphysics仿真研究了不同温度梯度、不同施压方式以及不同非线性电导属性对电缆绝缘稳态和暂态电场的影响规律。仿真结果发现：当绝缘材料非线性属性确定，绝缘内温度梯度越高，稳态时电场分布翻转现象越严重；电压反转过程暂态电场最大值与电压极性反转时间密切相关，反转时间越短暂态最大电场越高，且暂态最大电场的位置越靠近导体屏蔽。雷电过电压和

7、操作过电压会在电缆绝缘中产生很高的电场，且直流电压叠加负极性过电压时最大电场远小于叠加正极性过电压时。仿真结果同时表明：降低材料电导活化能和提高材料电导率对电场依赖性有利于在温度梯度下对电缆绝缘稳态和暂态电场分布的控制。根据仿真研究结果，建议在HVDC电缆料研发时应采取有效的调控手段降低材料电导活化能和提高场致增强型电导的场强依赖系数；而在HVDC电缆设计时，要特别关注温度梯度效应和极性反转及过电压冲击过程中的暂态电场分布问题。关键词HVDC电缆；温度梯度；暂态电场；非线性电导率-I-TheRe

8、searchontheElectricFieldDistributioninHVDCCableUnderTemperatureGradientEffectAbstractHVDCelectricitytransmissionhasbecomeanimportantdirectionofdevelopinghigh-voltageelectricitytransmissionbecauseofitslowloss,highreliability,largecarryingcapacity,litt