柔性直流输电用塑料绝缘电力电缆研制报告.pptVIP

柔性直流输电用塑料绝缘电力电缆研制报告 上海电力公司 上海交通大学 华普电缆有限公司 捷锦电工新材料有限公司 目录 柔性直流输电用塑料绝缘电力电缆的设计 三元乙丙橡胶作为附件绝缘的电气性能研究 硅橡胶作为附件绝缘的电气性能研究 基于三元乙丙橡胶的直流电缆中间连接盒电场分析 基于硅橡胶绝缘的直流电缆附件设计 MINI-Cable电缆中空间电荷动力学 第一章——绝缘材料的性能评估技术 塑料绝缘直流电缆中的关键问题 空间电荷 直流电导随温度变化引起的电场反转 直流电导与电场、温度以及空间电荷多场耦合问题 第一章——绝缘材料的性能评估技术 第一章——绝缘材料的性能评估技术 第一章——绝缘材料配方研究 不同电场下的空间电荷分布以及短路过程中的电荷衰减，以空间电荷少，衰减快为判据 三种配方：Sample-A，Sample-B和Sample-C， 第一章——脱气处理对空间电荷分布的影响 交联副产物对空间电荷的影响显著，研究脱气时间对电缆产品空间电荷的影响 两种绝缘样品，按1h和24h空间电荷分布测试为判据 第一章——电缆绝缘材料不同配方的直流电导与电场和温度的关系 研究温度、电场对电导的影响，为后续计算电场分布获得实验数据 采用三电极系统，GB/T 1410-2006《固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法》。 第一章——半导电材料对空间电荷分布的影响 采用六种配方半导电材料，绝缘采用Sample-A 和Sample-C，但Sample-C中空间电荷抑制剂含量分别为C1，C2和C3 结论：从实验结果可以发现，配方为E2的半导电电极与Sample-C3的配合可以最大程度抑制空间电荷的形成。 第一章——电缆电场分布和温度分布计算 采用多场耦合软件COMSOL-Multi-physics ，空间电荷分布和电导随电场分布的经验曲线采用实测数据拟合，构建方程 电导率模型的选择 电场分布的计算步骤 根据测得的空间电荷，求得静态泊松电场分布； 根据电导率分布的动态电流场分布； 最后将这两个场进行叠加求得绝缘层中的电场分布。 电缆发热的来源： 铜导体上电阻损耗-（1） 绝缘介质上的电阻损耗（2） 由于绝缘介质的电导率非常小，所以（2）相对于（1）来说是可以忽略的。 电缆温度场的计算可按下式进行计算： 第二章——三元乙丙橡胶配方空间电荷分布的研究 基础材料EPDM，五种配方，EPDM-O有机改性，A、B、C和D分别是纳米改性，纳米添加物浓度0.5%wt和2.0%wt 空间电荷性能评估，不同电场下的以及30kV/mm直流电场下预压1h后短路过程中的空间电荷分布 空间电荷分布测试前的预处理，减少工艺过程对结果的干扰 第二章——直流电导与温度电场等的关系 有机改性EPDM-O以及A、B、C和D四种纳米改性，A、B、C和D的含量为0.5%wt或2.0%wt 测试方法同第一章的 第二章——乙丙橡胶与电缆绝缘之间的界面极化 Sample-C作为电缆绝缘 EPDM-B 和C纳米改性硅橡胶，含量为2.0%wt 采用不同直流电场下的以及20kV/mm直流电场预压1h后短路工程中的空间电荷作为判别依据 第三章——硅橡胶配方空间电荷特性研究 四种配方的硅橡胶 SB配方 1）1#中较多气孔，场强加高试样击穿；实验中场强加到了50kV/mm后击穿；2）试样体内场强均一；3）短路电荷衰减较快，综合评价：气孔机理有待分析。 SG配方 1）试样体内场强均一；2）短路电荷较少但衰减较慢；综合评价：优良。 SR配方 1）试样体内场强均一；2）短路电荷较少且衰减较快；综合评价：优良 SW配方 1）白带内很多黑色杂质，场强加高试样击穿，实验中场强只加到了30kV/mm；2）试样内场强均一；3）短路电荷较少；综合评价：体内黑色杂质较多，性能与黑带类同。 第三章——硅橡胶与电缆绝缘之间的界面极化电荷 电缆绝缘取Sample-B和Sample-C 硅橡胶 Sample-B/SB （1）界面形成正电荷；（2）短路电荷较少但衰减较慢；（3）场强畸变严重。综合评价：较差。 Sample-B/SG （1界面形成正电荷；（2）短路电荷较多且衰减较慢；（3）场强畸变严重。综合评价：较差。 Sample-B/SR （1）界面形成正电荷；（2）短路电荷较少；（3）场强畸变不是很严重。综合评价：优良。 Sample-B/SW （1）界面形成正电荷；（2）短路电荷较多且衰减较慢；（3）场强畸变严重。综合评价：较差。 Sample-C/SB （1）界面形成正电荷；（2）短路电荷较少且衰减较快；（3）场强畸变不严重。综合评价：优良。 ②Sample-C/SG (1) 界面形成负电荷；（2）短路电荷较多且衰减较慢；（3）场强畸变不是很严重。综合评价：中等。 ③Sa