發(fā)布時(shí)間：2017-03-20 10:08

  本文關(guān)鍵詞：冷絕緣高溫超導(dǎo)電纜終端應(yīng)力錐的設(shè)計(jì)與分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高溫超導(dǎo)電纜以其通流容量大、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn),成為近年來(lái)研究和發(fā)展的熱點(diǎn)。高溫超導(dǎo)電纜需要放置在液氮中保持超導(dǎo)狀態(tài),因此需要額外的超導(dǎo)冷卻循環(huán)裝置。因其制冷方面的局限性,目前在電力傳輸中無(wú)法做到大規(guī)模、長(zhǎng)距離的應(yīng)用,需要與電網(wǎng)中的常規(guī)用電設(shè)備配合使用。在常規(guī)電網(wǎng)和高溫超導(dǎo)電纜的連接中,涉及到液氮溫區(qū)向常溫的溫度過(guò)渡和高溫超導(dǎo)電纜到常規(guī)電網(wǎng)的電氣連接,這兩個(gè)過(guò)程均需要高溫超導(dǎo)電纜終端來(lái)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)力錐作為高溫超導(dǎo)電纜終端的重要部分,起到了勻化終端處電場(chǎng)分布的作用,能夠有效預(yù)防終端電場(chǎng)集中造成絕緣擊穿等事故的發(fā)生。本文首先就剝除屏蔽層的超導(dǎo)電纜終端的電場(chǎng)進(jìn)行分析,推導(dǎo)出高溫超導(dǎo)電纜終端電場(chǎng)分布的解析式,找到了影響高溫超導(dǎo)電纜終端電場(chǎng)分布的因素,總結(jié)了改善高溫超導(dǎo)電纜終端的各種控制方式,建立了高溫超導(dǎo)電纜終端應(yīng)力錐的電路模型,進(jìn)而推導(dǎo)出超導(dǎo)電纜終端應(yīng)力錐的設(shè)計(jì)公式,得出了應(yīng)力錐的理論計(jì)算結(jié)果。結(jié)合理論計(jì)算結(jié)果,利用ANSYS對(duì)其不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)一一應(yīng)力錐長(zhǎng)度、增繞絕緣厚度、應(yīng)力錐端部半徑、反應(yīng)力錐長(zhǎng)度進(jìn)行了仿真設(shè)計(jì)和對(duì)比分析,綜合分析后確定了超導(dǎo)電纜終端應(yīng)力錐的優(yōu)化結(jié)構(gòu)尺寸和結(jié)構(gòu)參數(shù)。然后根據(jù)冷絕緣超導(dǎo)電纜終端用絕緣材料在液氮環(huán)境下仍能保持良好的絕緣性能、機(jī)械性能的要求,確定了環(huán)氧樹(shù)脂作為超導(dǎo)電纜終端的絕緣材料。配制了不同比例的環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行擊穿試驗(yàn)作對(duì)比,確定了高溫超導(dǎo)電纜終端用環(huán)氧樹(shù)脂的最佳配置比例。為了獲得該環(huán)氧樹(shù)脂在液氮下局部放電的發(fā)生發(fā)展過(guò)程,對(duì)其進(jìn)行了局部放電試驗(yàn),得到了局部放電的Φ-Q譜圖,總結(jié)歸納了液氮下環(huán)氧樹(shù)脂局部放電的起始、發(fā)展、嚴(yán)重、危險(xiǎn)四個(gè)放電階段。最后,根據(jù)超導(dǎo)電纜終端應(yīng)力錐的設(shè)計(jì)方案,制作了高溫超導(dǎo)電纜終端樣機(jī),開(kāi)展了雷電沖擊試驗(yàn)和局部放電試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)證明本文高溫超導(dǎo)電纜終端結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是合理的,能夠滿足高溫超導(dǎo)電纜終端的各項(xiàng)絕緣性能要求,驗(yàn)證了理論結(jié)果和仿真設(shè)計(jì)的正確性,為高溫超導(dǎo)電纜終端應(yīng)力錐的進(jìn)一步研究發(fā)展奠定了一定的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：高溫超導(dǎo)電纜終端 應(yīng)力錐 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 局部放電 低溫絕緣
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM249.7
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-21
• 1.1 課題背景及意義11
• 1.2 超導(dǎo)電纜的應(yīng)用前景11-14
• 1.2.1 超導(dǎo)電纜的技術(shù)優(yōu)勢(shì)11-13
• 1.2.2 超導(dǎo)電纜的市場(chǎng)需求13-14
• 1.3 超導(dǎo)電纜及其終端的研究進(jìn)展14-18
• 1.3.1 超導(dǎo)技術(shù)產(chǎn)業(yè)的政策支撐14-15
• 1.3.2 超導(dǎo)電纜及其終端的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.4 本文的主要工作18-21
• 2 高溫超導(dǎo)電纜終端電場(chǎng)分析及其等效模型21-31
• 2.1 冷絕緣高溫超導(dǎo)電纜結(jié)構(gòu)21
• 2.2 冷絕緣高溫超導(dǎo)電纜終端放電形式21-23
• 2.3 冷絕緣高溫超導(dǎo)電纜終端等效電路模型23-25
• 2.4 改善高溫超導(dǎo)電纜終端電場(chǎng)的方式25-28
• 2.5 添加應(yīng)力錐的高溫超導(dǎo)電纜終端等效電路模型28-29
• 2.6 本章小結(jié)29-31
• 3 高溫超導(dǎo)電纜終端應(yīng)力錐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真分析31-49
• 3.1 超導(dǎo)電纜應(yīng)力錐終端結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)原理31-34
• 3.1.1 應(yīng)力錐面的設(shè)計(jì)公式31-33
• 3.1.2 反應(yīng)力錐面的設(shè)計(jì)公式33
• 3.1.3 增繞絕緣厚度的設(shè)計(jì)公式33-34
• 3.2 高溫超導(dǎo)電纜應(yīng)力錐終端的理論計(jì)算結(jié)果34-36
• 3.3 高溫超導(dǎo)電纜應(yīng)力錐終端的有限元分析36-41
• 3.3.1 有限元原理基礎(chǔ)36-37
• 3.3.2 高溫超導(dǎo)電纜應(yīng)力錐終端模型的建立37-41
• 3.4 應(yīng)力錐結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)超導(dǎo)電纜終端電場(chǎng)的影響分析41-47
• 3.4.1 應(yīng)力錐長(zhǎng)度參數(shù)對(duì)終端電場(chǎng)分布的影響41-42
• 3.4.2 增繞絕緣厚度參數(shù)對(duì)終端電場(chǎng)分布的影響42-44
• 3.4.3 反應(yīng)力錐長(zhǎng)度參數(shù)對(duì)終端電場(chǎng)分布的影響44-46
• 3.4.4 應(yīng)力錐端部半徑參數(shù)對(duì)終端電場(chǎng)分布的影響46-47
• 3.5 高溫超導(dǎo)電纜應(yīng)力錐終端的最終設(shè)計(jì)方案47-48
• 3.6 本章小結(jié)48-49
• 4 高溫超導(dǎo)電纜終端絕緣加工及其性能測(cè)試49-67
• 4.1 環(huán)氧樹(shù)脂的組分構(gòu)成及其配制加工50-52
• 4.2 環(huán)氧樹(shù)脂材料的絕緣強(qiáng)度測(cè)試實(shí)驗(yàn)52-56
• 4.2.1 固體絕緣擊穿理論分析52-53
• 4.2.2 影響固體介質(zhì)擊穿電壓的因素53-54
• 4.2.3 提高固體電介質(zhì)擊穿電壓的方式54-55
• 4.2.4 環(huán)氧樹(shù)脂擊穿測(cè)試系統(tǒng)及其結(jié)果分析55-56
• 4.3 環(huán)氧樹(shù)脂的局部放電測(cè)試56-65
• 4.3.1 固液局部放電理論分析56-58
• 4.3.2 環(huán)氧樹(shù)脂的局部放電試驗(yàn)平臺(tái)58-61
• 4.3.3 局部放電試驗(yàn)及其結(jié)果分析61-65
• 4.4 本章小結(jié)65-67
• 5 冷絕緣高溫超導(dǎo)電纜應(yīng)力錐終端的加工與測(cè)試67-73
• 5.1 應(yīng)力錐終端的性能要求67
• 5.2 高溫超導(dǎo)電纜應(yīng)力錐終端的加工67-68
• 5.3 高溫超導(dǎo)電纜應(yīng)力錐終端的絕緣性能試驗(yàn)68-72
• 5.4 高溫超導(dǎo)電纜應(yīng)力錐終端的局部放電試驗(yàn)72
• 5.5 本章小結(jié)72-73
• 6 結(jié)論73-75
• 6.1 總結(jié)73
• 6.2 下一步工作展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果79-83
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集83

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 吳美潮;我國(guó)研制的兩根高溫超導(dǎo)電纜[J];電工技術(shù)雜志;2001年05期

2 顧福民;我國(guó)研制出6米長(zhǎng)液氮高溫超導(dǎo)電纜[J];深冷技術(shù);2001年01期

3 ;日本將進(jìn)行高溫超導(dǎo)電纜線系統(tǒng)通電實(shí)驗(yàn)[J];新材料產(chǎn)業(yè);2001年01期

4 應(yīng)啟良,黃崇祺,魏東;高溫超導(dǎo)電纜在城市地下輸電系統(tǒng)應(yīng)用的可行性研究[J];低溫物理學(xué)報(bào);2003年S1期

5 應(yīng)啟良,黃崇祺,魏東;高溫超導(dǎo)電纜在城市地下輸電系統(tǒng)應(yīng)用的可行性研究[J];電線電纜;2003年05期

6 劉航;我國(guó)第一套高溫超導(dǎo)電纜系統(tǒng)組裝及調(diào)試試驗(yàn)勝利完成[J];新材料產(chǎn)業(yè);2003年07期

7 陶亭;高溫超導(dǎo)電纜應(yīng)用前景國(guó)際研討會(huì)在上海舉行[J];新材料產(chǎn)業(yè);2003年08期

8 ;高溫超導(dǎo)電纜付之工程實(shí)用[J];廣東輸電與變電技術(shù);2003年02期

9 信贏,侯波;21世紀(jì)電力傳輸新材料高溫超導(dǎo)電纜綜述與展望[J];電線電纜;2004年01期

10 ;日本制造出世界最長(zhǎng)的高溫超導(dǎo)電纜[J];稀有金屬;2004年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 金建勛;張俊蓮;;高溫超導(dǎo)電纜伏安特性測(cè)試技術(shù)[A];2007'儀表，，自動(dòng)化及先進(jìn)集成技術(shù)大會(huì)論文集（二）[C];2007年

2 侯波;廖澤龍;韓征和;肖鵬;O@蜀明;信贏;劉慶;畢延芳;;35kV/2kA高溫超導(dǎo)電纜系統(tǒng)的研制及測(cè)試[A];2007云南電力技術(shù)論壇論文集[C];2007年

3 林里能;馬智剛;;關(guān)于解決覆冰問(wèn)題的一些探討[A];四川省電工技術(shù)學(xué)會(huì)第九屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 ;我國(guó)高溫超導(dǎo)電纜技術(shù)達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平[N];中國(guó)職工科技報(bào);2007年

2 本報(bào)記者 唐若磊;中國(guó)首條高溫超導(dǎo)電纜系統(tǒng)并網(wǎng) 云電英納欲喚醒百億沉睡市場(chǎng)[N];機(jī)電商報(bào);2004年

3 吳美朝;新型高溫超導(dǎo)電纜研制成功[N];中國(guó)機(jī)電日?qǐng)?bào);2001年

4 高蘭;高溫超導(dǎo)電纜將向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2001年

5 夏明;高溫超導(dǎo)電纜展開(kāi)全球競(jìng)爭(zhēng)[N];中國(guó)貿(mào)易報(bào);2007年

6 記者　 李大慶;75米高溫超導(dǎo)電纜完成實(shí)用化研究[N];科技日?qǐng)?bào);2006年

7 于卓;我國(guó)三相交流高溫超導(dǎo)電纜系統(tǒng)研制成功[N];科技日?qǐng)?bào);2003年

8 李志宏;高溫超導(dǎo)的領(lǐng)跑人[N];科技日?qǐng)?bào);2004年

9 任彩珍;我國(guó)三相交流高溫超導(dǎo)電纜系統(tǒng)研制成功[N];甘肅日?qǐng)?bào);2003年

10 本報(bào)記者 木刃;高溫超導(dǎo)電纜：未來(lái)電能干線[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2002年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 楊軍;高溫超導(dǎo)電纜保護(hù)理論與技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2006年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 蔡磊;高溫超導(dǎo)電纜監(jiān)測(cè)與保護(hù)系統(tǒng)研制[D];華中科技大學(xué);2005年

2 寧政;高溫超導(dǎo)電纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（電工研究所）;2004年

3 趙麗娜;高溫超導(dǎo)電纜交流損耗熱測(cè)法研究[D];北京交通大學(xué);2012年

4 吳春燕;基于高溫超導(dǎo)電纜終端的應(yīng)力錐研究[D];北京交通大學(xué);2012年

5 孫秋爽;高溫超導(dǎo)電纜終端應(yīng)力錐的研究[D];華北電力大學(xué);2012年

6 鞠鵬;35kV/1kA冷絕緣高溫超導(dǎo)電纜交流損耗的研究[D];華北電力大學(xué);2015年

7 劉常軍;高溫超導(dǎo)電纜短路熱力學(xué)動(dòng)態(tài)特性研究[D];華北電力大學(xué);2015年

8 高興軍;光纖傳感技術(shù)在高溫超導(dǎo)電纜中的應(yīng)用研究[D];華北電力大學(xué);2015年

9 許經(jīng)緯;無(wú)鐵磁基帶高溫超導(dǎo)電纜模型交流損耗測(cè)量與分析[D];上海交通大學(xué);2015年

10 逯康康;冷絕緣高溫超導(dǎo)電纜終端應(yīng)力錐的設(shè)計(jì)與分析[D];北京交通大學(xué);2016年

  本文關(guān)鍵詞：冷絕緣高溫超導(dǎo)電纜終端應(yīng)力錐的設(shè)計(jì)與分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：257595