舟山500 kV联网工程将是世界上首条敷设500 kV交联聚乙烯(XLPE)海底电缆的架空线–电缆混联输电线路。针对500 kV XLPE海底电缆系统绝缘配合问题,基于舟山混联输电线路,应用PSCAD/EMTDC软件建立了全线路系统仿真计算模型,并分析了电缆两端及中间接地体的建模问题,计算了海底电缆绝缘和外(绝缘)护套上各类暂态电压特性及其分布。计算结果和研究分析表明:操作空载线路在电缆绝缘上可产生最高约800 kV的操作暂态电压,通过断路器加装合闸电阻可有效限制操作暂态电压在500kV以下,而最大雷电流(100 k A)直击线路时,电缆绝缘上的雷电暂态电压达到1 230 kV;电缆外护套上产生的最大暂态电压均出现在电缆长度的中间段,雷电直击架空线路时达到11.4 kV,各种操作暂态电压最高达6.45 kV,而最大短路电流为35.6 k A时工频感应电压有效值达到3.04 kV;各种暂态电压下电缆的绝缘配合均满足500 kV电缆标准要求。本文由张家港弯管机网站

转载中国知网整理!www.wangaunjimuju.net该研究结果为500 kV XLPE海底电缆的绝缘设计及工程应用中的绝缘配合提供了必要的基础。外半径，m；ρ为介质电抗率，·m。计算得到工频电压作用下，半导电屏蔽层与主绝缘分压之比<1.02×10–6。因此，认为工频电压作用下可忽略半导电屏蔽层对XLPE分压的影响。2）在雷电暂态电压（分量）下，文献[16]对不同波前、波尾的雷电波研究表明，雷电冲击电流在1MHz以下的振幅和能量已积累达到99%以上。因此，近似认为作用在输电系统上的雷电暂态电压分量频率在1MHz以下。对已有高压电缆用半导电屏蔽层料做1kHz至1MHz之间频谱分析，得到其电抗率与频率的关系见图2。而在1MHz以下XLPE的相对介电常数几乎不变，按照舟山工程所使用电缆计算，在1MHz电压频率时XLPE主绝缘单位长度上电抗为1.03×103/m，暂态电压仿真计算-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港滚圆机滚弧机折弯机半导电屏蔽层与主绝缘分压之比约为0.02因此，在1MHz频率以下，半导电屏蔽层对主绝缘的分压影响仍比较校Steinbrich等人的研究也表明：半导电层对频率低于6MHz的电磁暂态过程影响可忽略[17]。因此在仿真计算过程中可忽略半导电层对电磁暂态过程的影响，而将其厚度等效转化至绝缘层内。最终的仿真计算电缆结构模型参数见表1，其中主绝缘的相对介电常数采用考虑了半导电层厚度的等效值，由实际的2.3转化为等效的2.7。外护套采用高密度聚乙烯（HDPE）绝缘料，相对介电常数也考虑了填充半导电层厚度的等效性，由实际的2.3转化为等效的2.5。2.2电缆接地模型电缆一般采用可流过大电流的低阻抗金属导体接地，而接地（体）等效阻抗值将影响系统的工频过电压、雷电沿金属护套和铠装反击等暂态过程，并对线路过电压保护的选择产生影响。本仿真计算中的接地等效模型与频率相关，因此接地建模需要把工频与高频暂态电压仿真计算-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港滚圆机滚弧机折弯机本文由张家港弯管机网站 转载中国知网整理!www.wangaunjimuju.net