HVDC電纜終端電場仿真分析與EPDM橡膠改性實驗研究
發(fā)布時間:2022-02-20 09:54
高壓直流(High Voltage Direct Current,HVDC)輸電具有遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗等優(yōu)點,在國家“十三五”規(guī)劃中列為重點發(fā)展方向。由此,HVDC電力電纜具有重大需求,HVDC電力電纜及附件的研究與開發(fā)具有重要的工程價值。研究發(fā)現(xiàn),多數(shù)電纜故障發(fā)生在電纜附件的絕緣部分。本文首先采用電場數(shù)值分析軟件,仿真分析了增強(qiáng)絕緣材料屬性對電纜終端電場分布的影響規(guī)律,而后對電纜終端用三元乙丙橡膠(Ethylene Propylene Diene Monomer Rubber,EPDM)配方開展基礎(chǔ)實驗研究。為了探明電纜終端增強(qiáng)絕緣材料屬性對HVDC電纜終端電場分布的影響,選擇320kV HVDC電纜復(fù)合終端為研究對象,以增強(qiáng)絕緣的材料屬性參數(shù)為研究因素,分別仿真研究了材料系數(shù)A、電場依賴系數(shù)B、活化能?對電纜終端穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)電場分布的影響規(guī)律。仿真結(jié)果表明,在電纜終端的電場中,主要有三個場強(qiáng)敏感位置點,應(yīng)力錐根部、增強(qiáng)絕緣端部、應(yīng)力錐頂端。在本文所給的條件下,當(dāng)A值為5.39×10-3V/(Ω?m2)、B值屬于1.506
【文章來源】:哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景和目的及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 EPDM橡膠復(fù)合絕緣材料的研究現(xiàn)狀
1.2.2 高壓直流電纜附件的研究現(xiàn)狀
1.3 課題來源及主要研究內(nèi)容
第2章 增強(qiáng)絕緣材料屬性對 HVDC 電纜終端電場分布的影響
2.1 仿真模型的建立及求解方法
2.1.1 HVDC電纜終端仿真模型的建立
2.1.2 應(yīng)力錐體增強(qiáng)絕緣的材料屬性
2.1.3 電纜終端穩(wěn)態(tài)溫度場的求解
2.1.4 電場計算的加壓方式及求解
2.2 材料屬性對電纜終端穩(wěn)態(tài)電場分布的影響
2.2.1 材料系數(shù)值對電纜終端穩(wěn)態(tài)電場分布的影響
2.2.2 電場依賴系數(shù)值對電纜終端穩(wěn)態(tài)電場分布的影響
2.2.3 活化能值對電纜終端穩(wěn)態(tài)電場分布的影響
2.3 材料屬性對電纜終端暫態(tài)電場分布的影響
2.3.1 材料系數(shù)值對電纜終端暫態(tài)電場分布的影響
2.3.2 電場依賴系數(shù)值對電纜終端暫態(tài)電場分布的影響
2.3.3 活化能值對電纜終端暫態(tài)電場分布的影響
2.4 本章小結(jié)
第3章 實驗過程與數(shù)據(jù)處理方法
3.1 復(fù)合材料的制備
3.1.1 實驗原料的選取
3.1.2 EPDM橡膠試樣的制備方法
3.2 測試原理及方法
3.2.1 測試原理
3.2.2 實驗方法與步驟
3.3 實驗數(shù)據(jù)的處理方法
3.3.1 擬合軟件的操作簡介
3.3.2 擬合公式的選取
3.4 本章小結(jié)
第4章 非線性填料填充濃度對 EPDM 橡膠介電特性的影響
4.1 CB填充濃度對EPDM橡膠介電特性的影響
4.1.1 直流電導(dǎo)特性
4.1.2 介電譜測試結(jié)果
4.2 SiC填充濃度對EPDM橡膠介電特性的影響
4.2.1 直流電導(dǎo)特性
4.2.2 介電譜測試結(jié)果
4.3 CB和SiC填充濃度對EPDM橡膠介電特性的影響
4.3.1 直流電導(dǎo)特性
4.3.2 介電譜測試結(jié)果
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所獲專利
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]擠包絕緣高壓直流電纜的發(fā)展[J]. 鐘力生,任海洋,曹亮,趙薇,高景暉. 高電壓技術(shù). 2017(11)
[2]摻雜含量對環(huán)氧納米復(fù)合電介質(zhì)陷阱與空間電荷的影響[J]. 袁端磊,閔道敏,黃印,謝東日,王海燕,楊芳,朱志豪,費翔,李盛濤. 物理學(xué)報. 2017(09)
[3]非線性電導(dǎo)材料應(yīng)力錐改善電纜終端電場強(qiáng)度分布[J]. 胡軍,趙孝磊,楊霄,何金良. 高電壓技術(shù). 2017(02)
[4]不同負(fù)載下高壓直流交聯(lián)聚乙烯電纜終端電場仿真計算[J]. 張榮,徐操,朱永華. 電線電纜. 2016(02)
[5]320kV XLPE高壓直流電纜接頭附件仿真分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J]. 尚康良,曹均正,趙志斌,韓正一,馬麗斌,李文鵬. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2016(07)
[6]高壓直流電纜接頭穩(wěn)態(tài)溫度場分布及其影響因素[J]. 李昭紅,陽林,田野,李立浧,傅明利,卓然. 中國電力. 2016 (02)
[7]HVDC電纜電場分布影響因素的仿真研究[J]. 李忠華,劉樂樂,鄭歡,梁斯婷. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2016(09)
[8]高壓直流輸電保護(hù)定值整定流程的研究[J]. 高本鋒,張學(xué)偉,劉辛?xí)?董沛毅,張云曉,馬玉龍,趙書強(qiáng). 電工技術(shù)學(xué)報. 2015(12)
[9]高壓直流塑料電纜絕緣用納米改性交聯(lián)聚乙烯中的空間電荷特性[J]. 王霞,王陳誠,朱有玉,吳鍇,屠德民. 高電壓技術(shù). 2015(04)
[10]硅橡膠電導(dǎo)特性對XLPE絕緣高壓直流電纜終端電場分布的影響[J]. 韓寶忠,傅明利,李春陽,趙洪,侯帥,李忠華. 高電壓技術(shù). 2014(09)
碩士論文
[1]柔性高壓直流交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電纜及其附件的設(shè)計研究[D]. 顧金.上海交通大學(xué) 2010
本文編號:3634798
【文章來源】:哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景和目的及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 EPDM橡膠復(fù)合絕緣材料的研究現(xiàn)狀
1.2.2 高壓直流電纜附件的研究現(xiàn)狀
1.3 課題來源及主要研究內(nèi)容
第2章 增強(qiáng)絕緣材料屬性對 HVDC 電纜終端電場分布的影響
2.1 仿真模型的建立及求解方法
2.1.1 HVDC電纜終端仿真模型的建立
2.1.2 應(yīng)力錐體增強(qiáng)絕緣的材料屬性
2.1.3 電纜終端穩(wěn)態(tài)溫度場的求解
2.1.4 電場計算的加壓方式及求解
2.2 材料屬性對電纜終端穩(wěn)態(tài)電場分布的影響
2.2.1 材料系數(shù)值對電纜終端穩(wěn)態(tài)電場分布的影響
2.2.2 電場依賴系數(shù)值對電纜終端穩(wěn)態(tài)電場分布的影響
2.2.3 活化能值對電纜終端穩(wěn)態(tài)電場分布的影響
2.3 材料屬性對電纜終端暫態(tài)電場分布的影響
2.3.1 材料系數(shù)值對電纜終端暫態(tài)電場分布的影響
2.3.2 電場依賴系數(shù)值對電纜終端暫態(tài)電場分布的影響
2.3.3 活化能值對電纜終端暫態(tài)電場分布的影響
2.4 本章小結(jié)
第3章 實驗過程與數(shù)據(jù)處理方法
3.1 復(fù)合材料的制備
3.1.1 實驗原料的選取
3.1.2 EPDM橡膠試樣的制備方法
3.2 測試原理及方法
3.2.1 測試原理
3.2.2 實驗方法與步驟
3.3 實驗數(shù)據(jù)的處理方法
3.3.1 擬合軟件的操作簡介
3.3.2 擬合公式的選取
3.4 本章小結(jié)
第4章 非線性填料填充濃度對 EPDM 橡膠介電特性的影響
4.1 CB填充濃度對EPDM橡膠介電特性的影響
4.1.1 直流電導(dǎo)特性
4.1.2 介電譜測試結(jié)果
4.2 SiC填充濃度對EPDM橡膠介電特性的影響
4.2.1 直流電導(dǎo)特性
4.2.2 介電譜測試結(jié)果
4.3 CB和SiC填充濃度對EPDM橡膠介電特性的影響
4.3.1 直流電導(dǎo)特性
4.3.2 介電譜測試結(jié)果
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所獲專利
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]擠包絕緣高壓直流電纜的發(fā)展[J]. 鐘力生,任海洋,曹亮,趙薇,高景暉. 高電壓技術(shù). 2017(11)
[2]摻雜含量對環(huán)氧納米復(fù)合電介質(zhì)陷阱與空間電荷的影響[J]. 袁端磊,閔道敏,黃印,謝東日,王海燕,楊芳,朱志豪,費翔,李盛濤. 物理學(xué)報. 2017(09)
[3]非線性電導(dǎo)材料應(yīng)力錐改善電纜終端電場強(qiáng)度分布[J]. 胡軍,趙孝磊,楊霄,何金良. 高電壓技術(shù). 2017(02)
[4]不同負(fù)載下高壓直流交聯(lián)聚乙烯電纜終端電場仿真計算[J]. 張榮,徐操,朱永華. 電線電纜. 2016(02)
[5]320kV XLPE高壓直流電纜接頭附件仿真分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J]. 尚康良,曹均正,趙志斌,韓正一,馬麗斌,李文鵬. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2016(07)
[6]高壓直流電纜接頭穩(wěn)態(tài)溫度場分布及其影響因素[J]. 李昭紅,陽林,田野,李立浧,傅明利,卓然. 中國電力. 2016 (02)
[7]HVDC電纜電場分布影響因素的仿真研究[J]. 李忠華,劉樂樂,鄭歡,梁斯婷. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2016(09)
[8]高壓直流輸電保護(hù)定值整定流程的研究[J]. 高本鋒,張學(xué)偉,劉辛?xí)?董沛毅,張云曉,馬玉龍,趙書強(qiáng). 電工技術(shù)學(xué)報. 2015(12)
[9]高壓直流塑料電纜絕緣用納米改性交聯(lián)聚乙烯中的空間電荷特性[J]. 王霞,王陳誠,朱有玉,吳鍇,屠德民. 高電壓技術(shù). 2015(04)
[10]硅橡膠電導(dǎo)特性對XLPE絕緣高壓直流電纜終端電場分布的影響[J]. 韓寶忠,傅明利,李春陽,趙洪,侯帥,李忠華. 高電壓技術(shù). 2014(09)
碩士論文
[1]柔性高壓直流交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電纜及其附件的設(shè)計研究[D]. 顧金.上海交通大學(xué) 2010
本文編號:3634798
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