高压电力附件应力锥尺寸制作研究方法——以500 kV电缆为例
大型水电站500kV电缆终端安装制作工艺研究

大型水电站500kV电缆终端安装制作工艺研究张智泉 张朝亮 孔雪同(雅砻江流域水电开发有限公司)摘 要:某大型水电站500kV超高压电缆为单芯、铜导体、交联聚乙烯(简称XLPE)绝缘的500kV电力电缆,采用干式结构,主要由上部屏蔽金具、导体连接棒、应力锥、环氧树脂套管、压缩装置等部件构成。
该水电站在厂家现场督导下,克服了工期紧张、施工困难、粉尘污染等难题,圆满完成了500kV超高压电缆电缆头的安装制作。
关键词:500kV超高压电缆;电缆头;制作工艺0 引言某大型水电站位于四川省境内,具有多年调节能力,电站装机容量为3000MW(6×500MW),多年平均发电量110 62亿kW·h。
电站对雅袭江、金沙江下游乃至长江的梯级电站都具显著的补偿作用,是西部水电开发、促进社会经济发展的战略性工程。
该水电站500kV电缆为单芯、铜导体、交联聚乙烯(简称XLPE)绝缘的500kV电力电缆。
该水电站共设2条500kV电缆竖井连接地下主变洞和地面开关站(GIS楼)。
6回电缆自主变洞500kV电缆层引出,经下平洞分别引入1号电缆竖井(靠近主变洞端部)和2号电缆竖井,再分别沿电缆竖井引上至上平洞。
上平洞与地面开关站500kV电缆层连接,该竖井垂直段高差约254m。
每个竖井内敷设3回(9根)500kV电缆。
1 500kV高压电缆终端结构两河口水电站500kV电缆结构主要由导体、内屏蔽层、绝缘层、外屏蔽层、半导电垫层、铝护套和外护套组成。
各部分作用:(1)铜导体:用于承载传输电流。
(2)半导电带:实现电缆[1]内部的电气连接、热传递、纵向阻水功能。
(3)挤制导体屏蔽层:改善金属电极表面电场分布。
在朝向XLPE绝缘电缆上现成光滑界面,与绝缘紧密接触,克服了绝缘与导体金属无法紧密接触而产生气隙的弱点。
如果没有这层,导体的凹陷、隆起和不规则的情形会产生局部电场应力集中,并显著减小绝缘强度。
(4)绝缘层:将导体与地电极或不同相的导体间彼此电气隔离,能够长期承受工作电压及各种过电压,保证电能输送。
500kV超高压电缆设计详解

摘要随着社会经济的发展和用电需求的不断增长,城市输电系统正在逐步从架空线路向电力电缆方向发展,电力电缆正逐步向更高电压等级、更大传输容量发展,500kV超高压电力电缆的应用将逐渐扩大。
但目前国内对超高压电缆及附件的开发能力、长距离500kV电缆的设计、施工和运行等问题的研究还比较薄弱,相应的技术很难跟上发展的速度,500kV超高压电力电缆的设计、选材和生产也面临着重重问题,超高压电力电缆的设计研发经迫在眉睫。
本文简述了500kV电缆的研究背景及意义,介绍了国内外的发展现状并着重了解了日本的发展过程。
给出了500kV单芯电力电缆的典型结构,对充油电缆和XLPE电缆进行了对比,给出了生产XLPE聚乙烯料应满足的性能需求及挤包的相关问题。
概述了超高压电缆的屏蔽层缓冲层的意义,对金属护套的选择和生产工艺进行了详细介绍,叙述了超高压电缆外护层的性能要求和阻水的意义等相关问题,简要介绍了载流量的计算。
最后,通过对XLPE电缆和充油电缆的对比可以知道XLPE电缆优势明显,必然成为EHV发展的主要趋势。
本文对500kV XLPE的选材结构等进行了较为全面的介绍,希望可以为500kV XLPE电缆的设计和生产提供一些帮助。
关键词500kV;XLPE绝缘;超高压;电力电缆---TheodoreAbstractWith the development of social economy and the growing demand for electricity, city transmission system develops gradually from overhead line to the power cable, power cable gradually come to have the higher voltage, larger transmission capacity, the application of 500kV ultra-high voltage power cables gradually expand. But at present the design of domestic EHV cables and accessories capacity, construction and operation of research is still relatively weak, the corresponding technical is difficult to keep up with the speed of development. The design of ultra-high voltage power cable material and production is faced with many problems, The design and research of ultra-high voltage power cable are at the imminent.This paper describes the research background and significance of500kV cable, introducing the development status at home and abroad and focusing on the understanding level of the process in Japan. We also compare the typical structure of the 500kV single core cables, the oil-filled cable and XLPE cables, the performance demand for the production of XLPE polyethylene material and describe the needs which meet the related problems. We overview the significance of the shielding layer of buffer layer of EHV cable and the selection and production process of metal sheath in detail, as well as the problems related to performance requirements of protective layer of EHV cable and the significance of water resistance, we also briefly introduces the calculating of the load flow.Finally we can know the advantages of XLPE cable by comparing with oil-filled cable. And we believe that it will be the trend for EHV development. In this paper we introduce the material selection and structure in details, hoping that it can provide some help for design and production of XLPE cable.Key words 500kV;XLPE insulation cable;EHV;Power cable目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国内外研究动态 (2)1.2.1 国内500kV XLPE绝缘电力电缆及其附件发展状况 (3)1.2.2 日本500kV XLPE绝缘电力电缆发展状况 (7)1.3 本文主要研究内容 (10)第2章500kV超高压电力电缆 (11)2.1 500kV超高压电力电缆 (11)2.2 500kV XLPE绝缘电力电缆的结构 (15)2.3 超高压电力电缆各部分结构及选材 (16)2.3.1 超高压电缆导体的选择 (16)2.3.2 超高压电缆导体的结构 (18)2.3.3 超高压电缆的绝缘层 (22)2.3.4 超高压电缆的屏蔽层 (26)2.3.5 超高压电缆的缓冲层 (27)2.3.6 超高压电缆的金属护套挤出工艺 (29)2.3.7 超高压电缆的护层 (34)2.3.8 超高压电缆的阻水 (36)2.4 本章小结 (40)第3章电缆的电气参数计算 (41)3.1 电缆载流量计算的必要性 (41)3.2 载流量计算的基本原理 (42)3.3 稳态载流量的计算原理 (43)3.3.1 电缆的几种敷设方式 (45)3.3.2 导体线芯焦耳损耗 (46)3.3.3 绝缘介质损耗 (47)3.3.4 金属护套损耗 (48)3.3.5 电缆的热阻计算 (49)3.3.6 稳态载流量计算流程 (50)3.4 本章小结 (51)结论 (52)致谢 (53)参考文献 (54)附录 (58)第1章绪论1.1课题背景目前,城市电力负荷需求越来越大,电压等级越来越高,为适应都市化负荷密集、城市容貌、网络复杂等状况,从技术和经济考虑,用电缆作引出线己经成为城市供电线路最佳选择。
一种高压交流电缆中间接头应力锥的设计方法与流程

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高压硅橡胶电缆附件用增强型应力锥[实用新型专利]
![高压硅橡胶电缆附件用增强型应力锥[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/67fb3d03551810a6f42486db.png)
专利名称:高压硅橡胶电缆附件用增强型应力锥专利类型:实用新型专利
发明人:赵丹阳,严晓华,范立军,孟祁,姜瑞,赵静申请号:CN200920094703.X
申请日:20091111
公开号:CN201536249U
公开日:
20100728
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:高压硅橡胶电缆附件用增强型应力锥,由外形曲线的轴向和径向尺寸加大的应力锥主体构成,其特点是应力锥顶部的剖面形状呈圆弧形。
应力锥主体外形曲线的轴向和径向尺寸加大、顶部的剖面形状呈圆弧形,从根本上降低了应力锥曲面上轴、径向电场强度,最大限度的缓解了电缆外屏蔽层切断处的电场集中,提高了运行的可靠性,并且减小了应力锥在成型、扩张状态下变形的形变量,同时加强了产品的端部密封效果。
可适用于不同规格的66-220kV高压硅橡胶预扩张电缆附件(包括终端和中间接头)的应力锥部分,应用范围广。
具有结构简单、容易实施、性能可靠、密封性好、使用寿命长等优点,具有实用和推广价值。
申请人:吉林市吉福新材料有限责任公司
地址:132013 吉林省吉林市高新区深东路999号
国籍:CN
代理机构:吉林市达利专利事务所
代理人:杨天休
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电力应力锥

电力应力锥电力应力锥是一种用于判断电力设备绝缘状态的测试仪器,它可以通过测量绝缘材料在高压下的电学性能,来判断绝缘材料的质量和可靠性。
下面将对电力应力锥进行全面详细的介绍。
一、电力应力锥的基本原理电力应力锥是利用高压下绝缘材料表面产生的空气击穿现象来测试绝缘材料的质量和可靠性。
当高压施加到绝缘材料表面时,由于表面有微小不平整和气体等因素,会形成一个局部电场强度集中区域,称为“应力锥”。
当该区域内的电场强度达到某个临界值时,就会发生击穿现象。
二、电力应力锥的结构和工作原理1. 结构电力应力锥主要由高压源、放电间隙、试样夹持装置、计时器等部分组成。
其中放电间隙为一个金属球和金属环组成,在试验中需要将被测样品夹持在两个球之间。
2. 工作原理(1)在试样夹持装置上放置被测样品,并使其与金属球和金属环之间形成一个放电间隙。
(2)通过高压源施加一定的电压,使得试样表面产生应力锥。
(3)当应力锥内的电场强度达到临界值时,就会发生击穿现象。
(4)通过计时器记录击穿时间,并根据时间计算出绝缘材料的击穿电压值。
三、电力应力锥的使用方法1. 准备工作(1)检查仪器是否正常工作,包括高压源、放电间隙、试样夹持装置和计时器等部分是否正常。
(2)选择适当的试验条件,包括试验电压、放电间隙和试样大小等参数。
2. 试验操作(1)将被测样品夹持在两个金属球之间,并调整放电间隙大小。
(2)打开高压源,施加所需的测试电压,并记录测试时间。
(3)根据测试结果判断绝缘材料质量和可靠性,如需要可进行多次测试以提高准确性。
四、电力应力锥的优缺点1. 优点(1)可以快速准确地测量绝缘材料的质量和可靠性;(2)测试过程简单,操作方便,不需要复杂的设备和技术;(3)可以用于多种绝缘材料的测试。
2. 缺点(1)测试结果受到环境因素的影响较大,如温度、湿度等;(2)测试结果只能反映绝缘材料在瞬时高压下的性能,不能完全代表其长期使用效果。
五、电力应力锥的应用领域电力应力锥广泛应用于电气工程、电子工程、军事工程等领域中,主要用于测量各种绝缘材料的质量和可靠性。
电缆附件中的应力锥

电缆附件中的应力锥应力锥是电缆附件中的一种重要元件,它在电缆连接和固定过程中起到了关键的作用。
本文将从应力锥的定义、作用、分类和选型等方面进行详细介绍。
一、定义应力锥是一种用于电缆连接的附件,通常由金属材料制成,形状类似于圆锥体。
它的作用是在电缆连接过程中,通过对电缆施加压力,使电缆与连接器之间产生牢固的连接,以确保电缆传输信号的可靠性和稳定性。
二、作用应力锥在电缆连接过程中承担着重要的作用。
首先,它能够通过施加压力,使电缆与连接器之间产生紧密的接触,从而提供良好的电气连接。
其次,应力锥还能够通过对电缆施加压力,使电缆与连接器之间形成稳固的物理连接,防止电缆在使用过程中松动或脱落。
此外,应力锥还能够分担电缆受力,减少电缆的应力集中,提高电缆的耐久性和可靠性。
三、分类根据应力锥的结构和用途不同,可以将其分为多种类型。
常见的应力锥类型包括锥形应力锥、圆柱形应力锥和球形应力锥等。
锥形应力锥通常用于电缆的连接和固定;圆柱形应力锥主要用于电缆的连接和导向;球形应力锥一般用于电缆的连接和调整。
四、选型在选择应力锥时,需要考虑多个因素。
首先,需要根据电缆的规格和尺寸选择合适的应力锥型号和尺寸。
其次,应根据电缆连接的要求和环境条件选择合适的应力锥材料和表面处理方式。
例如,在高温环境下,需要选择耐高温材料制成的应力锥,以确保其稳定性和可靠性。
此外,还需要考虑应力锥的安装方式和固定方式,以便与电缆连接器完美配合。
总结:应力锥作为电缆附件中的重要元件,承担着连接和固定电缆的关键作用。
通过施加压力,它能够使电缆与连接器之间产生牢固的连接,保证电缆传输信号的可靠性和稳定性。
在选择应力锥时,需要考虑电缆规格、环境条件等多个因素,并选择合适的型号、尺寸和材料。
只有选型合理,才能确保应力锥的性能和可靠性,从而提高电缆系统的工作效率和安全性。
电缆附件中的应力锥
电缆附件中的应力锥应力锥是电缆附件中常见的一种结构,用于传递电缆的应力,保护电缆免受外界环境的损害。
它是由一个锥形零件和相应的附件组成,具有重要的作用和意义。
应力锥的主要功能是将电缆产生的应力分散到周围的环境中,减少电缆受力的集中程度,避免应力过大导致电缆损坏。
它的设计和安装需要考虑多种因素,如电缆的长度、应力的大小、环境的温度等等。
通过合理的设计和选择适当的材料,可以有效地减少电缆的应力集中,提高电缆的使用寿命。
应力锥的材料通常选用高强度、耐腐蚀的金属材料,如不锈钢、铝合金等。
这些材料具有良好的力学性能和耐候性能,能够在各种恶劣的环境下保持稳定的工作状态。
同时,应力锥的表面通常进行防腐处理,以增加其使用寿命。
在应力锥的设计和安装过程中,需要考虑到电缆的布线方式和路径,以及应力锥与其他附件的配合。
合理的布线和路径选择可以减少电缆的应力集中,降低电缆的受力程度。
而应力锥与其他附件的配合关系也需要精确控制,以确保各个部件之间的协调性和稳定性。
除了传递应力外,应力锥还有助于维护电缆的绝缘性能。
在电缆传输过程中,由于外界环境的影响,电缆的绝缘层可能会受到损坏,从而导致电缆的性能下降甚至失效。
应力锥的存在可以有效地保护电缆的绝缘层,减少绝缘层受损的可能性,提高电缆的安全可靠性。
应力锥还有助于降低电缆的热度。
在电缆传输电流时,电缆会产生一定的热量,而过高的温度会导致电缆的绝缘层老化和性能下降。
应力锥通过将电缆的热量传导到周围环境中,降低电缆的温度,保持电缆的正常工作状态。
应力锥在电缆附件中起着重要的作用。
它可以有效地传递电缆的应力,保护电缆免受外界环境的损害,提高电缆的使用寿命和安全性能。
合理的设计和安装应力锥,选择合适的材料,可以为电缆的稳定运行提供有力的支持。
在今后的电缆附件设计和应用中,应继续加强对应力锥的研究和应用,不断提高其性能和可靠性,推动电缆行业的发展。
电缆附件中的应力锥
电缆附件中的应力锥电缆附件是指用于连接、保护和固定电缆的各种附件,其中应力锥是一种重要的组成部分。
应力锥是一种形状特殊的零件,通常由金属材料制成,其主要作用是分散和缓解电缆的应力,保证电缆在使用过程中的正常运行。
应力锥的设计和使用是十分重要的,它直接影响着电缆的可靠性和寿命。
在电缆运行过程中,由于外界的力和温度变化等因素的作用,电缆会产生应力。
这些应力会导致电缆的变形和损坏,严重的甚至可能导致电缆短路或断裂等故障。
为了保证电缆的安全运行,应力锥起到了至关重要的作用。
应力锥能够分散电缆的应力。
电缆在使用过程中,应力不仅会集中在电缆的连接点,还会传递到电缆的其他部位。
应力锥通过其特殊的形状,能够将应力分散到更大的范围内,减少了应力的集中,从而降低了电缆的应力损伤。
应力锥能够缓解电缆的应力。
电缆在使用过程中,由于温度的变化,电缆会发生热胀冷缩。
这种热胀冷缩会产生应力,导致电缆的变形和损坏。
应力锥通过其特殊的结构,能够缓解电缆的应力,减少了电缆的变形和损坏。
应力锥还能够固定电缆,保证其稳定运行。
电缆在使用过程中,由于外界的力的作用,电缆可能会发生移动或摆动。
应力锥通过其特殊的设计,能够将电缆固定在一定的位置,防止电缆的移动和摆动,保证了电缆的稳定运行。
电缆附件中的应力锥是保证电缆正常运行的重要组成部分。
它通过分散和缓解电缆的应力,保证了电缆的可靠性和寿命。
在选择和使用应力锥时,需要根据电缆的特点和工作环境的要求,合理设计和安装应力锥,以提高电缆的使用效果和安全性。
需要注意的是,应力锥的设计和使用需要符合相关的标准和规范。
在安装应力锥时,应注意其位置、数量和尺寸等参数的合理选择,以确保应力锥的有效工作。
此外,应力锥的材料和制造工艺也是十分重要的,需要选择高质量的材料和精密的制造工艺,以保证应力锥的可靠性和耐久性。
电缆附件中的应力锥是保证电缆正常运行的重要组成部分。
它通过分散和缓解电缆的应力,保证了电缆的可靠性和寿命。
电力应力锥
电力应力锥一、引言在电力系统中,电力应力锥是一个重要的概念。
它是用于描述电力系统中电力应力分布和传导的模型。
电力应力锥的研究对于电力系统的设计、运行和维护都具有重要的意义。
本文将从电力应力锥的定义、特点、作用和应用等方面进行探讨,旨在全面了解电力应力锥的相关知识。
二、电力应力锥的定义电力应力锥是指在电力系统中,由于电力传输和分配引起的电力应力的一种模型。
它是由电力设备和输电线路的配置、负荷的分布和变化等因素所决定的。
电力应力锥的形状和大小与电力系统的结构和运行状态密切相关。
三、电力应力锥的特点电力应力锥具有以下几个特点:1. 多层次分布电力应力锥在电力系统中存在多个层次,包括整个电力系统、变电站、输电线路、配电网络等。
每个层次的电力应力锥都具有不同的形状和大小,但它们之间相互影响、相互制约。
2. 动态变化电力应力锥的形状和大小是随着电力系统的运行状态和负荷的变化而变化的。
在不同的负荷分布和电力设备运行状态下,电力应力锥会发生扩大或收缩,并出现不同形状。
3. 形状不规则电力应力锥的形状不规则,通常呈现出类似锥形或者漏斗形状。
这是由于电力系统中电力传输和分配的复杂性决定的。
电力应力锥的形状对于电力系统的安全运行具有重要影响。
4. 层级分明电力应力锥在不同层次的电力系统中具有明确的界限。
不同层次之间的电力应力锥之间存在一定的关系,上层电力应力锥的限制条件将直接制约下层电力应力锥的形状和大小。
四、电力应力锥的作用电力应力锥在电力系统中具有重要的作用,包括:1. 电力系统规划与设计电力应力锥可以为电力系统的规划和设计提供重要的参考。
通过对电力应力锥的分析和计算,可以合理规划电力设备的配置和输电线路的布局,以保证电力系统的安全运行。
2. 电力系统运行与调度电力应力锥可以为电力系统的运行和调度提供指导。
在实际运行中,通过对电力应力锥的监测和分析,可以及时发现电力应力超过限制范围的情况,从而采取相应措施进行调整和优化。
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以 500 kV 电缆 为 例
徐 甜 ,贾 超 ,徐 嵩 (长 园 电力技 术有 限 公司 ,广 东 珠 海 519000)
摘 要 :电缆 终 端 头 的应 力锥 ,应 称 之 为 终 端 电场 均化 锥 ,作 用 是 均化 终端 处 的 电场 集 中,防止 产 生局 部 放 电。以 500 kV 电缆 附件 应 力 锥 为研 究对 象, 分 别 从 电应 力控 制 常 用 方 法、 应 力 锥 材 料 的选 择 以 及应 力锥 设 计 方 法 选择 三 方 面 的 内 容进 行 了探 讨 , 并 提 出在 电应 力 控 制 方 面 采 用 预 制 式应 力锥 方 式 , 主 绝 缘 件 则 采 用 SIR材 料。 并运 用有 限元 法优 化 应 力 锥 结 构 。
这是 由于 在此 处 的 电场 不仅 有垂 直上 的电场分 量 ,也 存在 切 向的 电场分 量 。如 果控 制不 好 电场应 力 分布状 况 ,仅 仅依 靠 电缆 自身 带有 的绝 缘性 能 ,将 难 以满 足 规模 化使 用 的实 际需求 。在 电缆 中添加 附件 能够 使 电 场更均匀化 ,增 强 电缆 的绝缘 性能。
2018年 6月 25曰第 35卷 第 6期
doi:10.19399 ̄.cnki.tpt.2018.06.017
通 镌 电 潦 技 】I:
Telecom P0wer Technology
Jun 25, 2018, V o1.35 N o.6 .
高压 电力 附件应 力锥 尺寸制作研究方法
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结 果 显 示, 超 高压 电缆 附件 应 力 锥 的科 学 合理 选择 , 有 助 于 电力 系统 的安 全运 行 。 关 键 词 : 高压 ;应 力锥 ;制作
Research M ethod of Stress Cone Size for High Voltage Electrical A ccessories
I
1 电应 力 控 制 的 方 法 如果 电缆 的绝缘 屏蔽 层受 到破 坏裸 露 于外 时 ,容
易在 断裂地方发 生 电应力集 中情况 。这 时候 的 电场发生 变形 ,电缆 容易被击 穿发生安全事 故。如 图 l所示 , 左边为 剥去金属 护套 ,右边 为剥去金属护套 和绝缘层 。 在 电缆 终 端 的 电场 变化 要 大于 电缆 之 间 的接 头 区域 ,
一 一 T aking 500 kV Cable as an Exam ple
XU Tian,JIA Chao,XU Song (Changyuan Electric Power Technology Co.,Ltd.,Zhuhai 5 1 9000, China)
A bstract: The stress cone of cable term inal head iS m ore precise.It should be called the taper cone of term inal electric field.Its function is to hom ogenization of the electric field at the term inal to prevent partial discharge.In this paper, the stress cone of 500kV cable accessories iS taken as the research object.The three aspects,such as the common method of electric stress control, the selection of stress cone materia1 and the selection of stress cone design method, are discussed respectively.The prefabricated stress cone iS adopted in the electric stress control, the main insulating part adopts the SIR materia1. and the use of the finite elem ent iS lim ited.The stress cone structure iS optim ized by elem ent m ethod. and the scientific and reasonable selection of the stress cone of EHV cable accessories iS conducive to the safe operation of pow er system .