摘要：目前随着国内外高压输电系统的不断发展,许多研究机构一直试图开发高电压等级的高温超导电缆系统,这就要求设计的HTS电缆要有可靠的绝缘性能和优化的绝缘设计技术。根据超导电缆的结构特点和高温超导电缆系统的运行特点,对Nomex和PPLP进行了交流耐压、雷电冲击、局部放电(PD)起始电压和热循环等高压绝缘特性试验。根据不同厚度和不同层数的Nomex和PPLP在上述特性试验下的威布尔(Weibull)分布,得出了相应厚度和层数下的No-mex和PPLP的绝缘特性参数。提出了一种改进的冷绝缘高温超导电缆绝缘设计方法,并对此方法下设计的35kV微型电缆绝缘模型进行了相关高压绝缘试验,验证了此种绝缘设计方法的可行性。根据提出的绝缘设计方法得出了220 kV冷绝缘高温超导电缆的绝缘厚度,并将在已有试验的基础上继续完善绝缘设计方法,最终设计出220 kV电压等级的绝缘测试模型。

摘要：直流输电中线路上的纹波电流会在输电过程中产生交流损耗,考虑到这一点,提出了一种可以用于双极直流输电系统的冷绝缘高温超导直流电缆导体的设计原则。实际设计了一个运行电流为3kA的模型,并与按照均流设计的冷绝缘高温直流电缆的在不同纹波电流幅值下交流损耗做了对比。发现这种设计原则下,从运行损耗,节省空间和对环境的影响方面,相对于常规的直流电缆有着不可比拟的优势。

摘要：为了优化35kV冷绝缘高超导交流电缆的绝缘设计,研究了聚丙烯层压纸(PPLP)在液氮环境中的绝缘特性,得到了它在液氮环境中的交流耐压绝缘强度和雷电冲击绝缘强度。根据实验结果和35kV纸绝缘电缆的国家标准,设计了35kV冷绝缘高超导交流电缆主绝缘、应力锥的形状、样品的长度并且绕制了该电缆的试验样品。最后对电缆样品进行了雷电冲击试验,样品通过试验验证,表明电缆的设计完全符合国家标准要求。

摘要：连接超导装置和外部电源的电流引线,是制冷系统的主要漏热源,决定着超导装置的运行效率。为实现漏热的最小化,对珀尔贴电流引线(Peltier current lead,简称PCL)进行了传热分析;引入热电参数的温度特性,建立了PCL的二维模型;采用有限元法对传导冷却下的PCL进行漏热分析与结构优化,得到了电流引线的最优几何参数。分析发现引线室温端的漏热大约为低温端的2倍;忽略热电参数的温度特性将使几何参数偏离最佳值,造成额外的制冷负荷。

摘要：针对35 kV/1.0 kA单相冷绝缘高温超导电缆及以液氮为低温冷却介质的单通道循环冷却系统,研究超导电缆轴向和径向温度分布。根据冷绝缘高温超导电缆的结构特点,计算了超导电缆的热负荷,建立了超导电缆热分析数学模型和热平衡方程。通过求解热平衡方程,得到了稳态运行时超导电缆的轴向和径向温度分布,为超导电缆低温系统的设计与优化提供了重要的参考价值。

摘要：冰灾引发的输电线路覆冰事故严重危害电力系统安全稳定运行,尤其是电力通信地线的覆冰事故,可能造成供电、通信中断等危害,因此,提高地线融冰技术是关键。本文提出一种复合光纤架空地线新型交流融冰法,具有感应电压低、无功小、融冰电源设备成本低、操作方便等优点,适用于受灾的复合光纤架空地线(OPGW)耐张段间覆冰线路的融冰,局部针对性融冰确保线路耐压耐热要求,减小融冰耗能。所提出的OPGW结构采用漆包线绕制无感双绞线取代铝包钢中心线作为加热源。设计制作实验样品,并进行裸导线加热升温实验以及OPGW融冰实验。基于热路法,建立等效热路模型,进行温升计算及Matlab仿真,实验结果和计算结果基本吻合,初步验证新型OPGW结构交流融冰的可行性。

摘要：现有的直流沿面闪络模型仍存在一些值得探索的不足之处,无法对一些直流沿闪现象进行完备的解释。为得出更完善的结论有必要对影响直流沿闪的关键因素进行研究。针对温度这一关键因素,利用电-热多物理场仿真方法,研究了温度梯度下,固体绝缘内部电荷及表面电荷积聚的现象。结果表明:在直流电场作用下,高压电极处电荷的注入会使高压电极附近的表面电势上升,当高压电极温度升高后,具有高电势的区域将随着体内与表面电荷的注入,高压电极处较高的表面电势逐渐向地电极扩张,该效果可视为高压电极向地电极的延伸,减小了沿面有效绝缘距离,从而降低了固体绝缘的沿闪电压。这些结果验证了"近似失效绝缘区"的概念。文中验证的"近似失效绝缘区"的概念能够用于解释直流作用下不明诱因的沿面闪络现象,对于今后高压直流绝缘设备设计研发具有一定的参考价值。

摘要：根据短路冲击中冷绝缘高温超导电缆屏蔽层电流测量的实际需要,设计并制作了一种低温下使用的罗氏线圈,成功地实现了对屏蔽层电流的测量,并将屏蔽层电流与导体层电流进行了比较,比值约为80%。测量结果表明:罗氏线圈的测量准确度满足要求,且对上升时间较短(0.1 s)的大电流有很好的响应速度;但由于线圈未加积分装置,导体层电流与屏蔽层电流之间存在90°相位差。

摘要：对远距离输电高温超导电缆而言,液氮在电缆导体骨架与低温容器内如采用反向循环流动制冷方式会导致电缆两端温差过大,因此高温超导电缆应采用液氮同向流动的制冷方式。由于波纹管具有优良的机械强度与热补偿特性,使其在高温超导电缆中得到了广泛应用,它可以形成冷却超导体用的制冷液氮的流通通道。在高温超导电缆设计之前,有必要对液氮在波纹管中的流动特性进行研究。文章对波纹管通道内液氮流动的摩擦系数随雷诺数的变化规律进行了研究分析,得到了220 kV/3 kA高温超导电缆液氮流动产生的泵浦损耗值。在得到了高温超导电缆的各项损耗值之后,对高温超导电缆的温度分布进行了研究,并得到高温超导电缆温度分布方程以及温度分布规律曲线图。