超高壓大電流工況下直流電纜系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行性能測(cè)試裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種超高壓大電流工況下直流電纜系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行性能測(cè)試裝置，屬于電力電纜絕緣診斷【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明測(cè)試裝置，包括電纜連接件，電纜連接件通過(guò)電纜本體與電纜的兩個(gè)電纜終端相連，還包括直流大電流發(fā)生器和高壓直流電壓源，高壓直流電壓源與兩個(gè)電纜終端中的任何一個(gè)相連，直流大電流發(fā)生器連接在兩個(gè)電纜終端之間；電纜連接件和電纜本體由絕緣支撐件支撐。本測(cè)試裝置可以有效地解決直流電纜系統(tǒng)高壓和大電流測(cè)試，測(cè)試電纜長(zhǎng)期運(yùn)行中特性的變化，為直流電纜系統(tǒng)運(yùn)行可靠性提供最為直接最關(guān)鍵的理論依據(jù)之一，為直流電纜大力推進(jìn)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】超高壓大電流工況下直流電纜系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行性能測(cè)試裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超高壓大電流工況下直流電纜系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行性能測(cè)試裝置，屬于電力電纜絕緣診斷【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]電力工業(yè)是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，電力需求快速增長(zhǎng)。據(jù)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布的最新統(tǒng)計(jì)快報(bào)，截至2013年底，我國(guó)發(fā)電設(shè)備裝機(jī)容量達(dá)到12.5億千瓦,其中,水電2.8億千瓦,火電8.65億千瓦。預(yù)計(jì)至2020年，全社會(huì)用電量在7.5萬(wàn)億千瓦時(shí)左右，發(fā)電裝機(jī)容量超過(guò)15億千瓦。與此同時(shí)，全球范圍內(nèi)人們對(duì)能源行業(yè)的環(huán)境友好化訴求問(wèn)題也被搬到臺(tái)面，風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源的發(fā)展得到了大力發(fā)展。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，交流跨海輸電容量已經(jīng)滿足不了電能需求的日益增長(zhǎng)。當(dāng)前這些遠(yuǎn)距離、大容量、新型能源和跨海輸電的能源現(xiàn)狀，迫切需要發(fā)展直流輸電和柔性直流輸電技術(shù)，這也給超特高壓直流電纜的應(yīng)用帶來(lái)了發(fā)展機(jī)遇。
[0003]電力電纜系統(tǒng)絕緣性能測(cè)試考察電力電纜能否正常運(yùn)行的重要方式，其中高電壓大電流長(zhǎng)期運(yùn)行特性測(cè)試能最真實(shí)模擬實(shí)際電纜運(yùn)行中高電壓帶來(lái)的高電場(chǎng)以及大電流帶來(lái)的溫度增加，為電纜系統(tǒng)絕緣問(wèn)題和可靠運(yùn)行提供重要的理論依據(jù)。對(duì)于電纜系統(tǒng)的超高壓大電流實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，由于在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下大規(guī)模消耗功率能源消耗不起，電網(wǎng)無(wú)法長(zhǎng)期連續(xù)提供超高壓大電流。目前對(duì)于交流電纜系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其超高壓大電流實(shí)驗(yàn)方法已有研究，如圖1所示，通常采用在電纜芯線上加高壓，在電纜外套以匝數(shù)一定的線圈，利用交變電場(chǎng)的電磁感應(yīng),在電纜線芯中感應(yīng)出相應(yīng)的大電流。
[0004]直流電纜相對(duì)于交流電纜有著明顯的優(yōu)勢(shì):(I)絕緣工作電場(chǎng)強(qiáng)度高、絕緣厚度薄，安裝容易；(2)僅存在絕緣介質(zhì)電阻損耗和導(dǎo)線損耗，載流量大；(3)沒(méi)有線路電容問(wèn)題，輸送距離更長(zhǎng)；沒(méi)有交流磁場(chǎng)，有環(huán)保方面的優(yōu)勢(shì)。要增大輸送容量，延長(zhǎng)輸送距離，采用直流輸電技術(shù)是較為經(jīng)濟(jì)的，尤其是高電壓大電流的電纜輸電方式。
[0005]隨著直流電纜的迅速發(fā)展，直流電纜系統(tǒng)的超高壓大電流測(cè)試方法也愈發(fā)重要。然而，由于直流電流無(wú)法同交流電流一樣可以通過(guò)交變電磁場(chǎng)感應(yīng)出電流，直流電纜系統(tǒng)超高壓大電流測(cè)試方法與交流不能等效。目前沒(méi)有很好的方法可以在實(shí)驗(yàn)室模擬直流電纜系統(tǒng)的超高壓大電流長(zhǎng)期運(yùn)行特性測(cè)試。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提出超高壓大電流工況下直流電纜系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行性能測(cè)試裝置，通過(guò)搭建成套的直流電纜系統(tǒng)(包括兩個(gè)終端、多個(gè)連接件、多根高壓電纜)、在電纜系統(tǒng)中不同位置分別加直流高壓和直流大電流，模擬超高壓大容量下電纜系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，為直流電力電纜系統(tǒng)安全運(yùn)行提供有效的可靠的依據(jù)。
[0007]本發(fā)明提出的超高壓大電流工況下直流電纜系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行性能測(cè)試裝置，包括電纜連接件，電纜連接件通過(guò)電纜本體與電纜的兩個(gè)電纜終端相連，還包括直流大電流發(fā)生器和高壓直流電壓源，所述的高壓直流電壓源與兩個(gè)電纜終端中的任何一個(gè)相連，所述的直流大電流發(fā)生器連接在兩個(gè)電纜終端之間；所述的電纜連接件和電纜本體由絕緣支撐件支撐。
[0008]本發(fā)明提出的超高壓大電流工況下直流電纜系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行性能測(cè)試裝置，其優(yōu)點(diǎn)是:
[0009]本測(cè)試裝置可以有效地解決直流電纜系統(tǒng)高壓和大電流測(cè)試，能有效模擬實(shí)際電纜系統(tǒng)因大電流產(chǎn)生的溫度問(wèn)題以及因高壓產(chǎn)生的電場(chǎng)分布問(wèn)題和絕緣可靠性問(wèn)題，解決實(shí)驗(yàn)室內(nèi)直流電纜系統(tǒng)長(zhǎng)期超電壓大電流測(cè)試問(wèn)題，填補(bǔ)目前缺少的超高壓大電流直流電纜系統(tǒng)測(cè)試方法。超高壓大電流直流電纜系統(tǒng)測(cè)試可以測(cè)試電纜長(zhǎng)期運(yùn)行中特性的變化，為直流電纜系統(tǒng)運(yùn)行可靠性提供最為直接最關(guān)鍵的理論依據(jù)之一，為直流電纜大力推進(jìn)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是已有的超高壓大電流交流電纜系統(tǒng)測(cè)試裝置示意圖。
[0011]圖2是超高壓大電流直流電纜系統(tǒng)測(cè)試裝置示意圖。
[0012]圖3為圖2的A-A剖視圖。
[0013]圖1-圖3中，I是電纜終端，2是電纜連接件，3是電纜本體，4為交流感應(yīng)線圈，5為交流高電壓源，6是直流大電流發(fā)生器，產(chǎn)生直流大電流通入導(dǎo)體，7是高壓直流電壓源，接至電纜終端法蘭接地極，8是絕緣支撐件，9是導(dǎo)體芯線，處于大電流、低電平狀態(tài)，10是內(nèi)屏蔽層，11是絕緣層，12是外屏蔽層，13是防水鎧裝層。

【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明提出的超高壓大電流工況下直流電纜系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行性能測(cè)試裝置，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括電纜連接件2，電纜連接件2通過(guò)電纜本體3與電纜的兩個(gè)電纜終端I相連，該測(cè)試裝置還包括直流大電流發(fā)生器6和高壓直流電壓源7，高壓直流電壓源7與兩個(gè)電纜終端中的任何一個(gè)相連，直流大電流發(fā)生器6連接在兩個(gè)電纜終端之間。電纜連接件2和電纜本體4由絕緣支撐件8支撐。
[0015]本發(fā)明提出的超高壓大電流工況下直流電纜系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行性能測(cè)試裝置，由于電纜外屏蔽層上加的是直流高壓，整個(gè)電纜系統(tǒng)外殼同樣處于高壓狀態(tài)，因此需要利用相應(yīng)的絕緣支撐件對(duì)其進(jìn)行絕緣支撐，使得整個(gè)測(cè)試裝置與地面和四周處于安全狀態(tài)，如圖2所示。
[0016]實(shí)際電纜運(yùn)行中，高電壓大電流全部加在導(dǎo)體芯線上。由于在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下難以長(zhǎng)期對(duì)電纜系統(tǒng)進(jìn)行長(zhǎng)期施加高電壓和大電流。超高壓大電流直流電纜系統(tǒng)測(cè)試方法主要考慮的是系統(tǒng)絕緣可靠性問(wèn)題。其中大電流主要影響電纜系統(tǒng)的溫度特性，高電壓影響電纜系統(tǒng)的電場(chǎng)分布特性。
[0017]圖3所示是圖2的A-A剖視圖，其中9是導(dǎo)體芯線，處于大電流、低電平狀態(tài)，10是內(nèi)屏蔽層，11是絕緣層，12是外屏蔽層，13是防水鎧裝層。本測(cè)試裝置的工作過(guò)程中，是在電纜芯線上加大電流，同樣可以模擬電纜系統(tǒng)的溫度特性，另外，在外屏蔽層12上加與實(shí)際極性相反的高壓，其中導(dǎo)體芯線9處于低電平狀態(tài)。因此絕緣層11相應(yīng)電場(chǎng)分布與實(shí)際運(yùn)行中的一致。
[0018]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，使用的直流大電流發(fā)生器由武漢博試電氣有限公司生產(chǎn)，型號(hào)為B0SL-82-8000A，使用的高壓直流電壓源由大連泰思曼高壓電源有限公司生產(chǎn)，型號(hào)為 TRC2025P100-1000。
[0019]本發(fā)明的超高壓大電流工況下直流電纜系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行性能測(cè)試裝置，其工作過(guò)程如下:
[0020](I)搭建超直流電纜系統(tǒng)。兩個(gè)電纜終端、多個(gè)電纜連接件、多根高壓電纜。將以上電纜部件進(jìn)行組裝，用支撐絕緣子和懸掛絕緣子將上述系統(tǒng)進(jìn)行隔離和絕緣保護(hù)，實(shí)驗(yàn)室搭建一個(gè)超高壓大電流直流電纜系統(tǒng)，其示意圖如圖2所示。
[0021 ] (2)將直流大電流發(fā)生器串聯(lián)接至兩個(gè)終端出線之間，如圖2所示?？紤]電纜的電阻值很小，因此可以選用大電流發(fā)生器，為電纜導(dǎo)體提供實(shí)際運(yùn)行中的大電流。整個(gè)電纜系統(tǒng)導(dǎo)體內(nèi)部處于低電平狀態(tài)。
[0022](3)在電纜終端法蘭接地極處接高壓直流電源，如圖2所示。電纜終端法蘭一般與電纜本體中的外屏蔽層接觸良好，將原本需要接地的電纜終端法蘭接地極接入直流高壓。
[0023](4)直流高壓電源選擇極性和一定電壓幅值，直流大電流發(fā)生器選擇一定的電流幅值，開(kāi)啟直流高壓電源和直流大電流發(fā)生器，并長(zhǎng)期運(yùn)行，使電纜系統(tǒng)長(zhǎng)期處于高電壓大電流的狀態(tài)。
【權(quán)利要求】
1.一種超高壓大電流工況下直流電纜系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行性能測(cè)試裝置，包括電纜連接件，電纜連接件通過(guò)電纜本體與電纜的兩個(gè)電纜終端相連，其特征特征在于還包括直流大電流發(fā)生器和高壓直流電壓源，所述的高壓直流電壓源與兩個(gè)電纜終端中的任何一個(gè)相連，所述的直流大電流發(fā)生器連接在兩個(gè)電纜終端之間；所述的電纜連接件和電纜本體由絕緣支撐件支撐。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK104375033SQ201410640250
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】周遠(yuǎn)翔, 張?jiān)葡? 張靈, 王明淵, 黃猛, 郭大衛(wèi), 金福寶, 黃建文, 尹琪 申請(qǐng)人:清華大學(xué)