[發(fā)明專利]高壓直流塑料絕緣電纜附件通流上限確定方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510355321.8
• 申請日: 2015-06-23
• 公開（公告）號: CN105044489A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發(fā)明（設計）人: 陽林;曾彤;李昭紅;郝艷捧;傅明利;田野;侯帥;卓然
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

本發(fā)明公開了一種高壓直流塑料絕緣電纜附件通流上限確定方法，該方法包括步驟：搭建有限元模型；計算不同載流下線芯最高溫度和各層絕緣最大溫差；以線芯最高長期允許溫度和各固體絕緣層內外表面最大允許溫差作為高壓直流電纜附件穩(wěn)態(tài)載流量的約束條件并得到初始載流區(qū)間；使用二分法的思想不斷縮小載流區(qū)間，最終得到高壓直流電纜附件穩(wěn)態(tài)載流量；在高壓直流電纜附件運行期間，以載流量計算結果作為附件通流上限。本發(fā)明同時考慮了導電線芯最高長期允許溫度和各固體絕緣層內外表面最大允許溫差兩個約束條件，符合高壓直流電纜附件絕緣特性；可以根據外界環(huán)境的變化靈活地調節(jié)附件載流量，充分利用了電力電纜線路傳輸容量、提高了電纜利用率。

技術領域

本發(fā)明涉及電力技術領域，特別涉及一種高壓直流塑料絕緣電纜附件(包括終端和接頭)通流上限確定方法。

背景技術

高壓直流電纜附件穩(wěn)態(tài)載流量的準確計算及通流上限確定對于其傳輸能力的充分利用具有重要意義。

目前確定電纜本體載流量的方法是以IEC 60287為基礎的解析計算方法以及利用邊界元、有限差分、有限元的數(shù)值計算方法為主。可以看出現(xiàn)階段電纜本體載流量的研究已日趨完善，但是對于電纜附件溫度分布與載流關系尚缺乏深入研究。電纜附件(即接頭和終端)是電力電纜安全運行中最薄弱的環(huán)節(jié)，也是電纜絕緣的重要環(huán)節(jié)。只有在綜合考慮電纜本體和電纜附件的載流水平后，提出充分利用電力電纜線路傳輸容量、提高電纜利用率才具有實際意義。

與交流電纜不同，直流條件下，高壓直流電纜附件各絕緣層內外表面溫差同樣影響著絕緣狀態(tài)。所以在進行高壓直流電纜附件穩(wěn)態(tài)載流量的計算時，應同時考慮電纜線芯導體最高長期允許溫度和各固體絕緣層內外表面最大允許溫差，以確保絕緣處于良好的狀態(tài)。在載流量確定以后，以載流量的計算值作為附件運行期間施加通流上限的參考，可以保障附件長期安全運行同時充分利用電纜附件傳輸容量。

發(fā)明內容

針對上述現(xiàn)有技術中存在的問題及不足，本發(fā)明提供一種高壓直流電纜附件通流上限確定方法。該方法可以通過環(huán)境溫度的變化靈活調節(jié)附件載流量，同時考慮了線芯導體最高長期允許溫度和各固體絕緣層內外表面最大允許溫差為附件載流量確定的兩個約束條件，符合高壓直流電纜附件絕緣特性的要求。在載流量確定以后，以載流量的計算值作為附件運行期間施加通流上限的參考，可以保障附件長期安全運行同時充分利用電纜附件傳輸容量。

為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案。

一種高壓直流塑料絕緣電纜附件通流上限確定方法，包括如下步驟：

步驟1，依據電纜附件結構尺寸建立高壓直流電纜附件幾何模型圖；

步驟2，輸入電纜附件各個組件的材料參數(shù)，劃分網格，建立高壓直流電纜附件有限元模型；

步驟3，將附件導電線芯最高溫度Tmax初始值定為Tn＝70℃，n為迭代計算的步驟，取n＝1，在初始載流值下求出此時導體線芯單位直流電阻R和導電線芯發(fā)熱量Qn；

步驟4，將線芯發(fā)熱量Qn和環(huán)境溫度Ta作為有限元加載條件施加到有限元模型中；

步驟5，求解模型，在溫度場后處理云圖中得到附件的最高溫度Tmax為T(n+1)，并重新計算出一個線芯發(fā)熱量Q(n+1)；