基于ANSYS的高压交流电缆接头载流量确定方法

为了实现接头载流量的准确计算,提出了一种基于ANSYS的高压交流电缆接头载流量确定方法.该方法以绝缘长期耐受温度为限制条件,利用接头轴向二维有限元仿真模型计算载流量.仿真结果表明,当对流散热环境和负荷都相同时,相同导体截面的电缆接头导体温度高于电缆本体的导体温度,接头的载流能力低于同导体截面电缆的载流能力.为验证仿真模型精度,设计了接头载流量实验平台,对不同负荷下110 k V电缆接头稳态温度分布进行了实测.仿真与实验结果的对比表明,当接头导体温度超过绝缘长期耐受温度时,应用接头轴向二维有限元仿真模型计算压接管处导体温度的误差不超过1.0%,仿真计算的准确度能够满足工程应用的需求.最后,采用二分法算得110 k V 630 mm~2电缆接头载流量为1220A,比相同导体截面电缆本体在相同环境条件下的载流量减少了17.79%.研究结果表明:采用接头轴向二维有限元仿真模型计算载流量是可行的.     

冷缩式电缆中间接头附件参数的有限元法优化

为了研究冷缩式电缆中间接头的电场分布并对其结构参数进行优化,首先,建立电缆中间接头的有限元仿真模型;然后,利用该模型对中间接头的结构参数配合进行分析;最后,根据分析结果制作一个10 kV冷缩式电缆中间接头,并对该样本开展局部放电和耐压试验.仿真与试验结果表明:通过合理优化应力锥和屏蔽管的结构参数,当应力锥的轴向长度、端部曲率半径及厚度分别为65,25和2.5 mm,屏蔽管长度和端口形状的分别为170 mm和90°,应力锥与屏蔽管之间的距离为60 mm,中间接头本体长度为420 mm时,样品的最大场强和最大切向场强小于30 kV·cm^-1(空气击穿场强)且其交界面上的电场分布较为均匀;其可通过局放与耐压试验,满足设计要求,为10 kV冷缩中间接头的合理设计提供理论依据.     

10 kV XLPE电力电缆稳态温度场和额定载流量的计算

目的电力电缆的载流量的确定受几种因素的影响,其中包括电缆结构、敷设条件和周围环境,电力电缆温度场和载流量计算对于在保证电缆线路运行可靠性和使用寿命的条件下,充分发挥电缆的输送能力、提高其经济性具有重要的意义。方法针对排管敷设方式的10 kV三芯交联聚乙烯(XLPE)电力电缆,以IEC60287标准算法为依据,采用热路解析法对其在稳态运行条件下的温度场和载流量进行了计算研究。结果电缆载流量随着电缆敷设根数的增加而明显下降,受周围环境影响较大。结论计算结果有助于运行中电缆载流量的评估和新敷设电缆线路的设计。     

基于有限元法的XLPE电缆载流量计算及其影响因素分析

根据传热学和有限元基本原理,利用土壤区域划分法,建立了一种基于有限元法的XLPE电缆载流量计算模型,能够按照土壤热阻系数的不同对XLPE电缆周围土壤区域进行划分。根据XLPE电缆的结构参数和周围敷设区域的物性参数分析了XLPE电缆内部各层的温度分布情况,并提出了一种基于二分法来计算电缆载流量的方法。对比分析结果表明,相对于IEC60287中的热路法,该模型不仅计算结果准确,而且能更方便地考虑外界环境因素对电缆载流量的影响。通过实例仿真得出了不同影响因素对电缆载流量的影响规律,为优化电缆敷设方式提供了重要的理论依据。     

交联电缆接头故障原因分析及处理措施

交联电缆具有卓越的热机械性能,优异的电气性能和耐化学腐蚀性能,同时和油纸电缆相比更是具有散热好、载流量大、制安方便等优点。但交联电缆由于载流能力强,电流密度大,在电缆的接头处常常出现各种故障。本文分析了交联电缆接头常见故障原因以及提高交联电缆接头质量的处理措施。     

基于IRC和逐级耐压法的110kV XLPE电缆剩余寿命评估

在运行20多年的电缆上截取长、短试样,分别进行等温松弛电流法试验,再利用电热老化前后的长样进行等温松弛电流法试验.结果显示长样由于带有电缆接头而体现出老化因子大的特点,表明电缆接头是电缆的薄弱环节,接头更容易受到电热作用而发生老化;经电热老化后的长样因内部缺陷增加而使老化因子增大,说明电热处理会加重电缆老化程度;通过逐级耐压法对电缆试样进行试验,结果表明试样的剩余寿命在10~20年的范围内,和设计时的预期寿命一致.基于等温松弛电流法的试验结果对XLPE电缆进行老化状况评估,通过耐压法试验结果给出其具体的剩余寿命,两者相辅助结合可以进行比较全面的判断.     

基于改进麻雀搜索算法-BP神经网络的电缆接头线芯温度间接测量方法

电缆接头线芯温度实时监测对提升电缆线路载流量和安全运行有重要意义。针对目前测温方法适用性不强、精度低且抗干扰能力弱的问题,提出了一种改进麻雀搜索算法(improved sparrow search algorithm, ISSA)优化反向传播神经网络(back propagation neural network, BPNN)的温度反演间接测量方法。首先引入帐篷(Tent)混沌映射、自适应T分布变异、生产者数量和搜索空间动态调整混合策略对SSA进行改进,然后用改进后的SSA优化BP神经网络超参数。最后通过不同工况下的接头仿真与试验数据,结合自回归滑动平均模型(auto regressive moving average model, ARMA)对表面测温数据进行降噪,基于线路负荷及表面温度对接头线芯温度进行反演,并与粒子群优化算法(particle swarm optimization, PSO)-BP、SSA-BP、灰狼优化算法(grey wolf optimizer, GWO)-BP反演效果进行对比。结果表明改进模型的平均绝对误差不超过0.5℃,反演精度更高,能够实现对电缆接头运行...     

基于“两步法”的空气含氚废水载带实验研究

为了提升空气的载带能力,提出一种新型热空气除湿-加湿含氚废水载带系统,系统首先对环境空气进行除湿处理,再加热,然后采用一种新型2层多喷嘴雾化加湿塔,利用含氚废水加湿热空气;针对新型系统搭建实验平台,通过实验研究出塔温度、出塔相对湿度、载带量和加湿效率的变化规律,并总结不同热风温度、热风流量、喷雾流量以及除湿系统、填料等参数对雾化加湿效果的影响规律。研究结果表明：与未除湿的湿润环境空气相比,经过除湿后其出塔温度和相对湿度下降,载带量和加湿效率能分别提升20.6%和37.2%;与无填料系统相比,加湿性能提升明显,载带量和加湿效率较无填料系统能分别提升47.8%和37.0%;喷雾流量增加能提升载带量却降低了效率。     

电缆热老化寿命的预测研究

利用热分析技术,对电缆绝缘材料的热老化寿命进行了研究,得到了电缆绝缘材料的热老化寿命的计算公式。在不同载流量下,对电缆绝缘材料热老化寿命进行了比较,给出了电缆热老化寿命与载流量的函数关系,为电流致热型电缆火灾的防治提供了基础数据。     

ITER校正场线圈馈线系统干盒的结构设计与分析

校正场线圈馈线系统的干盒用于容纳高温超导电流引线室温端与外部室温电力系统的过渡连接接头,并为此过渡连接以及外部电缆提供可靠的支撑。其设计的合理可靠与否将会直接影响ITER装置的正常运行。文章根据ITER装置对干盒设计的要求,对CC干盒的整体结构进行了详细设计说明,并对相关结构的受力、热传导及结构模态进行计算和分析,为干盒结构的进一步研制提供了理论依据。     

电热毯在机场混凝土道面冬季施工中的应用研究

为了探讨电热毯在机场混凝土道面冬季施工中应用的可行性,分析电热毯对混凝土内部温度强度的影响规律.对混凝土试件分别进行加电热毯和不加电热毯养护,同时监测其内部温度变化,并测试了试件1d、3d、7d、28 d的抗折强度和抗压强度,对比研究试件在不同入模温度下强度发展变化.结合机场工程实际,从成本方面对电热毯的应用可行性进行分析.试验结果表明:提高入模温度有利于早期强度的形成;加电热毯养护的混凝土试件内部温度最终保持在5℃左右,而不加电热毯养护的混凝土试件内部温度会降低到环境温度;加电热毯养护的混凝土试件早期强度比不加电热毯养护的提高40％以上,能够满足冬季施工要求,为在机场混凝土道面冬季施工应用电热毯进行道面养护提供参考.     

SiC对不锈钢的摩擦磨损特性

在室温、无润滑的条件下,利用销盘式摩擦磨损实验考察了SiC与不锈钢(1Cr18Ni9Ti)组成摩擦副的摩擦磨损特性,SiC在5 N和20 N载荷作用下磨损机制为脆性分层磨损.SiC随载荷增加摩擦系数减少,但磨损率随载荷增加而增加.结果表明,SiC与不锈钢对磨时,磨损率达10-4mm3/(N.m)-1数量级,属磨损剧烈,不适合组成摩擦副.     

载荷及速度对高铁轴箱轴承温升的影响度

实际运用中,载荷和速度两个导致轴箱轴承温升过高的关键因素混合存在,很难确定各自对轴箱轴承温升过高的影响程度如何,严重影响了轴承故障的原因判断。针对该问题,以350 km/h高速动车组轴箱轴承为研究对象,根据其实际运用条件,确定载荷、速度等外部因素的水平;通过台架交叉试验方法,制定合理的交叉试验方案;结合敏感度分析方法,定量分析和对比载荷、速度对高速动车组轴箱轴承温升的影响度。结果表明:载荷的增大和速度的提高都会引起高速动车组轴箱轴承温升的增大,且越来越剧烈;高载荷水平下,速度的提高引起的轴箱轴承温升的增长率更大;一定速度水平下,轴向载荷的增大引起的轴箱轴承温升的增长率不一定越大;相比载荷的增大,速度的提高对轴箱轴承温升的影响更加明显。研究成果将为高速列车的可靠性提高、寿命延长和修程修制提供理论参考。     

某大跨中承式钢箱提篮拱桥荷载试验

新河大桥是一座新建的大跨度中承式钢箱提篮拱桥(主跨196m)。为准确掌握该桥在服役荷载作用下的力学性能,验证桥梁结构是否达到设计预期,对该桥进行了成桥荷载试验。其中,静载试验选取了11个控制截面,实测了应变、吊杆索力、挠度、拱座水平位移多个力学参数;动载试验测试了结构自振频率以及跑车、跳车、刹车激励作用下结构的动力响应。结果表明: 静载试验结构校验系数和相对残余均满足规范要求,吊杆索力和拱座水平位移有较大富余;动载试验实测自振频率高于计算频率,实测阻尼比小于5%,实测冲击增大系数为1.176~1.371。结构各项性能达到设计预期。     

多塔悬索桥主缆与鞍座滑动失稳临界跨径研究

选取中塔刚度和避免中塔塔顶处的缆鞍滑动是多塔悬索桥设计的两个关键问题.通过理论推导,研究了加劲钢箱梁和钢桁梁多塔悬索桥的刚性和柔性中塔的缆鞍滑动临界跨径,对比分析了缆鞍滑动特性并讨论了抗滑安全系数的取值问题.研究结果表明,抗滑安全系数主要与恒、活载的比值以及跨径有关,且随跨径的增长而增大.当跨径达到临界跨径时,刚性中塔的主缆能自动满足抗滑条件;柔性中塔的临界跨径随塔顶水平相对位移的增加接近线性减小.     

AISI304/低碳钢真空扩散焊接头组织和性能

采用真空扩散焊接方法连接AISI304奥氏体不锈钢和低碳钢异种材料.在焊接温度和焊接压力恒定的条件下,研究焊接时间对ASTM304/低碳钢异种材料扩散焊接头组织和性能的影响.研究结果表明:在焊接温度850℃,焊接压力10 MPa,焊接时间60 min条件下AISI304奥氏体不锈钢/低碳钢异种材料实现了良好的扩散结合,其强度和韧性均超过低碳钢母材水平.接头抗拉强度达到440 MPa,拉伸断裂发生在低碳钢一侧.在扩散焊高温环境下,界面附近有碳化物偏析现象,析出相为脆硬的Cr23C6,脆硬相的出现导致界面韧性下降,延长焊接时间可有效避免有害化合物Cr23C6的析出,冲击韧性达到120.5 J/cm2,冲击断口在低碳钢一侧.     

外露型钢锚箱索塔锚固结构受力机理试验

通过缩尺比例为1∶2的节段模型试验,揭示了外露型钢锚箱索塔锚固结构的受力机理,重点分析了塔壁预应力在结构中的作用效应.研究结果表明:外露型钢锚箱索塔锚固结构在中小跨径桥梁中具有较好的适用性;在塔壁不开裂的情况下,预应力不会改变水平索力在钢锚箱和混凝土塔壁之间的分配关系;预应力能够明显减少塔壁混凝土的拉应力,提高塔壁的抗裂性能,但也会降低钢板的利用率和增大焊钉剪力顺桥向作用的剪力.     

不锈钢表面Ti-O-Y涂层的防腐性能

采用溶胶-凝胶法,经过涂覆、固化、烧结,在不锈钢表面获得不同Ti和Y摩尔比的Ti-O-Y复合涂层,并通过X衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电化学腐蚀和高温氧化测试方法,研究其结构和耐蚀性能.结果表明:Ti与Y摩尔比为10∶3的涂层的自腐蚀电位最高,效果最好;不锈钢基材的氧化速率降低,是由于Y离子的掺杂阻碍的氧的向内扩散,起到高温抗氧化的作用.     

尼日尔Agadem油田潜油电缆失效的多种因素分析与对策

潜油电泵在高产油井中有着广泛应用,但频繁的检修大量增加了油田经营成本,不同大小的扁电缆接头处绝缘击穿是最常见的故障。为了分析潜油电缆失效原因,延长机组免修期,建立了潜油电缆工作时的电磁和热传导耦合模型,分析了电缆的热效应,模拟了电缆的工作状况;建立了电缆接头的电流守恒模型,分析了电缆接头的电场,并进一步分析接头的绝缘击穿;使用塔菲尔公式分析了拉伸应力影响下的铠装层腐蚀;使用灰色关联法分析了多种因素与电缆免修期的关联程度。结果表明,当环空为气体时,电缆感抗产生的热量不易散发,电缆温度可高出环境10°;电缆接头部位不光滑表面容易产生非均匀电场,最可能出现绝缘击穿;电缆拉伸越强,缺陷部位的腐蚀速率越快,特别是出现塑性应变时腐蚀速度大大加快;井下高温与电缆免修期的关联因素最高。选取电缆时,最高限温应留有一定余量,连接电缆时尽量保证接头的整齐光滑,并尽量减少拉伸应力,Agadem油田采取了针对性措施后,免修期延长了30%以上。