摘要：金属型高压防爆保护装置的泄能孔设计是实现其防爆功能的关键。本文提出了金属型高压电缆接头防爆保护装置泄能孔的设计原则和优化方法;通过热源等效和基于多物理场耦合的有限元计算方法,对保护装置内部发生短路电弧的爆炸时装置内部冲击过程进行仿真计算,并通过燃弧试验验证了仿真方法的准确性和可靠性。通过仿真计算出封闭设备泄压面积计算公式的关键参数,得到泄能孔开口尺寸的阈值;仿真了装置内部短路电弧爆炸时最大气压出现时刻以及该时刻下不同泄能孔尺寸所对应的保护装置内壁上的压强分布,得到保护装置内部最大压强与泄能孔开口尺寸的函数关系,进而得到保护装置的泄能孔最优开口尺寸。以35 kV电压等级为例,计算得到金属型保护装置的泄能孔尺寸为60 mm。该优化设计方法可为35 kV及以上电压等级的高压电缆接头保护装置的泄能孔设计和制造提供理论基础和设计方法。

摘要：本文通过实验测试、数学建模和数据分析等方法,深入分析了高压电缆接头与终端的电气性能和热稳定性。同时,通过稳态温升试验和热仿真模拟建立了热稳定性评估模型,有效预测了接头与终端的热行为和潜在故障。进一步提出了接头与终端设计优化和热管理技术措施,旨在降低故障率并系统的整体性能与安全性,将显著提高高压电缆接头与终端的可靠性和使用寿命。

摘要：随着电力电缆的广泛应用,城市道路、工业园区、居民小区等地下管道铺设了密集的电力电缆。由于电缆接头引起的接触电阻过大,电缆在长期运行过程中,容易造成电缆头过热、击穿绝缘,导致电缆沟或直埋电缆发生火灾,并造成人民群众生命财产损失。本文介绍了一种基于物联传感的高压电缆接头温度监测系统的设计方案:通过在机械保护盒上安装温度/水浸实时监测终端和灭火装置。防爆盒内电缆接头的温升信息通过无线网络实时上传到电网物联监控平台,当监测到的温度超出预设的报警门限值时,监测终端会向监控后台上传报警信息,由后台通过手机端软件或短信,分发给相应的管理或运行维护人员,及时处理报警隐患或快速进行善后处置。

摘要：针对目前常见的双泄能孔式220 kV金属型高压电缆接头保护装置缺少优化设计方法的问题,文中利用温度场、流场和位移场耦合的有限元计算方法,基于3层迭代算法,提出了优化泄能孔开口尺寸和装置壁厚的设计原则和方法。对不同开口尺寸下220 kV金属型高压电缆接头保护装置内壁的气压分布进行计算,得到了泄能孔开口尺寸r=80 mm,达到最优的泄能效果。进一步以泄能孔设计参数为基础,对装置内壁应力分布进行仿真计算,以保护装置材料可承受的极限应力值作为依据,最终确定保护装置的最佳匹配壁厚d=6 mm,并通过50 kA/200 ms大电流燃弧试验证明了设计的可靠性。经过优化后的保护装置整体材料用量比原有装置减小40%,且进一步降低了加装保护装置后电缆接头的温升效应。文中提出的设计方法和关键参数可为高压电缆接头保护装置的优化设计提供方法指导,提高其技术经济效益。

摘要：高压电缆接头发生电弧故障时,电弧通道膨胀产生的爆炸冲击波是造成二次事故的直接原因,研究接头的短路电弧爆炸波能对高压电缆接头保护装置的结构设计和防爆性能检验至关重要。文中设计并实施了50 k A/200 ms大电流人工短路燃弧试验,实测了220 kV高压电缆接头保护装置泄能孔释放的爆炸冲击波超压值。建立了电缆接头及保护装置的热—流场短路电弧爆炸仿真模型,计算了不同热源能量时,从泄能孔释放的冲击波超压。通过对比相同条件下人工短路燃弧试验中的冲击波超压实测数值,得到了220 kV高压电缆接头短路电弧的爆炸波能。所得结果可为220 kV高压电缆接头保护装置的设计和检测提供理论依据。

摘要：高压电缆接头短路电弧易引发爆炸、失火,造成二次伤害,需加装保护装置。而保护装置结构的不均匀性导致应力分布畸变,出现防爆薄弱环节,针对性地提出了基于均衡应力分布的电缆接头保护装置安全裕度的提升方法。采用爆源等效方式,利用基于温度场、流体场、位移场耦合的有限元计算方法,对保护装置内部短路电弧冲击过程进行仿真计算。以220 kV弹簧收缩泄能方式电缆接头保护装置为计算实例,保护装置内部应力最集中的区域位于端头收缩处,应力畸变率达到24%,端头收缩处的应力导致装置的安全裕度值仅为4.09%。因此认为提升电缆接头保护装置安全裕度的关键在于降低应力畸变率。进而提出了在电缆接头保护装置内侧应力集中区域覆盖陶瓷化硅橡胶高分子复合耐火材料的方法来提升保护装置的安全裕度,经计算选择6 mm厚的材料覆盖内侧应力集中区域,可将装置的应力畸变处的畸变率降至7%,安全裕度值提升至31.81%,使保护装置整体的安全裕度提升至18.18%。与传统提升方法相比,更具针对性,促进设备的轻质化发展,为220 kV高压电缆接头安全设计提供了新的解决思路与方法。

摘要：针对现有的高压电缆接头防爆装置在端头部位普遍存在的应力集中问题,提出通过优化折线偏折角度和法兰尺寸的方法,均衡保护装置端头部位应力分布。利用温度场、流场和位移场耦合的有限元计算方法,对不同结构下220kV金属型高压电缆接头防爆壳体端头部位内壁承受的应力进行计算,得到内部端头处的压力分布。通过仿真分析,结合保护装置实用性和经济性进行综合考虑,最终选取220kV金属型高压电缆接头防爆装置端头部位折线偏折角度α为60°;在端头和壳体连接处增加法兰,确定其最优结构为法兰的高度为50mm,厚度为20mm,最终使保护装置内壁应力畸变系数降低至1.48。通过折线形端头的220kV高压电缆接头防爆装置的爆破应力测试,验证设计方法的可靠性。通过对比折线型端头结构和弧度型端头结构,认为在相同的技术条件下,折线型端头结构具有更好的经济效益。为防爆装置设计提供可靠的理论计算方法。

摘要：目前,对于高压电缆接头故障机理的研究主要集中在电场、温度场及初始机械应力分布计算方面,少有考虑运行中复合材料界面应力分布的畸变问题。高压电缆接头的故障发生涉及到电磁-热-应力场相互耦合的复杂过程,复合材料界面应力分布的畸变,不仅会加速绝缘材料的老化进程,还会降低界面沿面放电电压。本文以220 kV高压电缆中间接头为原型,运用了有限元分析软件,建立了高压电缆接头的电磁-热-应力耦合仿真模型,基于该模型得到了电缆接头正常运行工况、绝缘材料含有杂质缺陷的工况下电场、温度场和热应力分布的计算结果,着重对典型缺陷下复合材料界面热应力分布的二次畸变情况进行了分析。结果表明:电缆接头含有杂质微粒的工况下,复合材料界面热应力增长了27. 32倍,热应力的二次畸变程度远超电场和温度场的二次畸变程度。认为复合界面热应力分布的二次畸变是导致高压电缆接头故障的重要起因。通过该研究可为电缆附件易发生故障原因分析及结构优化设计提供理论参考,对于提升电缆接头绝缘性能具有重要现实意义和实用价值。

摘要：针对现有的高压电缆接头防爆装置在端头部位普遍存在的应力集中问题,利用电场'温度场、流场和位移场耦合的有限元仿真方法,对高压电缆接头防爆装置的端头部位弯曲弧度进行了优化设计。基于三层迭代算法得到防爆腔体内部不同时刻气体流速、压强分布和腔体内壁承受的应力值。对不同曲率半径的弧形端头内壁承受的压强和应力进行仿真计算,准确得出内部端头处各连接点的最大应力值,从而选取承受应力最均衡的优化弧度,有效加强了高压电缆接头防爆装置的保护作用,降低了高压电缆接头爆炸对电缆线路造成的二次破坏。

摘要：针对当前电缆铺设工程中电缆接头表面加工粗糙度高和轮廓一致性低的问题,提出一种新型电缆接头轮廓测量切削方法。首先,建立安装参数误差模型,借助激光位移传感器扫描接头轮廓,利用最小二乘法拟合截面轮廓,轮廓拟合误差小于0.12%,能以较高精度重构出待加工接头区域的轮廓及轴线轨迹;其次,将轮廓测量结果转换坐标得到刀具切削轨迹,根据插补算法对切削过程中的离散进刀量进行平滑处理,能有效解决控制系统带宽与切削表面粗糙度要求间存在的矛盾。通过设计的新型切削设备对提出的高压电缆接头轮廓测量及切削方法进行验证,结果表明,该方法可靠有效,可满足高压电缆接头成型工艺技术要求。