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三芯海底电缆绝缘气隙局部放电声场与内置光纤耦合函数的数值求解方法
1
作者
李磊
王航
+2 位作者
廖雁群
陈俊
周承科
《广东电力》
北大核心
2025年第5期114-122,共9页
复合光纤海底电缆中,绝缘气隙局部放电所产生的声场与内置光纤之间的耦合函数,是实现光纤传感检测局部放电的理论基础。为了探明电缆气隙局部放电在电缆中的传播规律,构建三芯光纤复合海底电缆的气隙放电振动模型,推导局部放电源与光纤...
复合光纤海底电缆中,绝缘气隙局部放电所产生的声场与内置光纤之间的耦合函数,是实现光纤传感检测局部放电的理论基础。为了探明电缆气隙局部放电在电缆中的传播规律,构建三芯光纤复合海底电缆的气隙放电振动模型,推导局部放电源与光纤的声压耦合函数,并采用数值方法求解。利用有限元计算方法仿真研究110 kV三芯交联聚乙烯光纤复合海底电缆发生绝缘气隙局部放电时超声波信号的传播特性,结果表明:随着振源幅值的增大,其位移、体积应变和表面应力也随之增大,且其增大的倍数与幅值增大的倍数一致;在光纤上检测到的超声波频谱主要集中在0~30 kHz内,在更高频率范围内,超声波信号迅速衰减;气隙缺陷半径每增大2倍,位移、体积应变和表面应力幅值近似增大4倍;当电缆标称截面积增大时,位移与之成正比,体积应变成反比,表面应力先增大62%再减小1%。
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关键词
光纤复合海底电缆
局部放电
光纤耦合
超声波
交联聚乙烯
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职称材料
波纹金属护套高压单芯电缆线芯护层互感的解析解
被引量：
17
2
作者
王航
周文俊
+2 位作者
陈杰
曹京荥
周承科
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第16期3369-3376,共8页
高压电缆线芯导体和金属护层互感是计算护层感应电压、环流和损耗的基础,是电缆线路设计和规划的重要参数。为提高感应参数的计算精度,该文采用毕奥-萨伐尔定律求解高压电缆线芯电流的磁感应强度,利用高斯定理求解波纹护套截面的磁通量...
高压电缆线芯导体和金属护层互感是计算护层感应电压、环流和损耗的基础,是电缆线路设计和规划的重要参数。为提高感应参数的计算精度,该文采用毕奥-萨伐尔定律求解高压电缆线芯电流的磁感应强度,利用高斯定理求解波纹护套截面的磁通量,建立环形纹和螺纹护套的参数方程,确定以相距为护套厚度的内外曲面作为磁通量面积分的边界,推导出线芯与波纹护套的互感和等效直径方法误差的解析公式。以400mm^2、800mm^2、1200mm^2截面110kV高压电缆几何参数为算例计算,互感随护套厚度和压纹深度的增大而增大,随几何平均半径的增大而减小。解析解与数值解一致,等效半径方法计算得到的近似解比解析解小0.2%~0.3%。整数倍节距长电缆线路,环形纹和螺纹护套电缆互感相等,平滑护套电缆互感大于波纹护套。
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关键词
高压电缆
波纹金属护套
互感
感应电动势
护层电流
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职称材料
交叉互联高压电缆护层保护器故障对同回路两端护层电流相量差的影响
被引量：
9
3
作者
刘福源
王航
+3 位作者
夏湛然
杨斌
杨帅
周承科
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期1244-1253,共10页
高压电缆护层保护器故障对同护层回路两端护层电流相量差的影响规律是制定护层接地故障判据的理论基础。为识别护层保护器故障,在器件级别构建了电容和非线性电阻并联的护层保护器故障等效电路,在系统级别构建了三相9段交叉互联电缆在...
高压电缆护层保护器故障对同护层回路两端护层电流相量差的影响规律是制定护层接地故障判据的理论基础。为识别护层保护器故障,在器件级别构建了电容和非线性电阻并联的护层保护器故障等效电路,在系统级别构建了三相9段交叉互联电缆在护层保护器正常和故障时的数学物理模型,推导了护层保护器故障阻抗与同护层回路两端直接接地点护层电流相量差的传递函数。以110 kV电缆为仿真案例,结果表明:同回路两端护层电流相量差既可以区分正常和故障状态,又可以区分不同位置护层保护器金属性接地故障;护层电流相量差相角对金属性接地和低阻接地敏感,同回路首端和末端护层保护器发生100Ω接地故障时,护层电流相量差相角偏差范围分别为17.9°~24.9°和33.4°~51.1°;216Ω接地故障时护层电流相量差相角偏差范围分别为9.4°~13.6°和12.4°~17.5°。护层电流相量差受电缆3小段不等长和相电流影响显著,受地阻抗和相电压波动影响不显著。
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关键词
高压电缆
护层电流
相量差
交叉互联
护层保护器故障
接地故障
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职称材料
题名
三芯海底电缆绝缘气隙局部放电声场与内置光纤耦合函数的数值求解方法
1
作者
李磊
王航
廖雁群
陈俊
周承科
机构
湖北工业
大学
新能源及电网装备安全监测湖北省
工程
研究中心
中国科
学院
电工研究所
广东电网有限责任公司珠海供电局
格拉斯哥卡里多尼亚大学工程与建筑环境学院
武汉
大学
电气与自动化
学院
出处
《广东电力》
北大核心
2025年第5期114-122,共9页
基金
中国南方电网有限责任公司科技项目〔030400KK52220021(GDKJXM20220747)〕。
文摘
复合光纤海底电缆中,绝缘气隙局部放电所产生的声场与内置光纤之间的耦合函数,是实现光纤传感检测局部放电的理论基础。为了探明电缆气隙局部放电在电缆中的传播规律,构建三芯光纤复合海底电缆的气隙放电振动模型,推导局部放电源与光纤的声压耦合函数,并采用数值方法求解。利用有限元计算方法仿真研究110 kV三芯交联聚乙烯光纤复合海底电缆发生绝缘气隙局部放电时超声波信号的传播特性,结果表明:随着振源幅值的增大,其位移、体积应变和表面应力也随之增大,且其增大的倍数与幅值增大的倍数一致;在光纤上检测到的超声波频谱主要集中在0~30 kHz内,在更高频率范围内,超声波信号迅速衰减;气隙缺陷半径每增大2倍,位移、体积应变和表面应力幅值近似增大4倍;当电缆标称截面积增大时,位移与之成正比,体积应变成反比,表面应力先增大62%再减小1%。
关键词
光纤复合海底电缆
局部放电
光纤耦合
超声波
交联聚乙烯
Keywords
optical fiber composite submarine cable
partial discharge
optical coupling
ultrasound
cross linked polyethylene(XLPE)
分类号
TM83 [电气工程—高电压与绝缘技术]
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职称材料
题名
波纹金属护套高压单芯电缆线芯护层互感的解析解
被引量：
17
2
作者
王航
周文俊
陈杰
曹京荥
周承科
机构
武汉
大学
电气与自动化
学院
国家电网江苏电力公司电力科学研究院
格拉斯哥卡里多尼亚大学工程与建筑环境学院
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第16期3369-3376,共8页
基金
国家电网江苏省电力公司科技资助项目(J2018071)。
文摘
高压电缆线芯导体和金属护层互感是计算护层感应电压、环流和损耗的基础,是电缆线路设计和规划的重要参数。为提高感应参数的计算精度,该文采用毕奥-萨伐尔定律求解高压电缆线芯电流的磁感应强度,利用高斯定理求解波纹护套截面的磁通量,建立环形纹和螺纹护套的参数方程,确定以相距为护套厚度的内外曲面作为磁通量面积分的边界,推导出线芯与波纹护套的互感和等效直径方法误差的解析公式。以400mm^2、800mm^2、1200mm^2截面110kV高压电缆几何参数为算例计算,互感随护套厚度和压纹深度的增大而增大,随几何平均半径的增大而减小。解析解与数值解一致,等效半径方法计算得到的近似解比解析解小0.2%~0.3%。整数倍节距长电缆线路,环形纹和螺纹护套电缆互感相等,平滑护套电缆互感大于波纹护套。
关键词
高压电缆
波纹金属护套
互感
感应电动势
护层电流
Keywords
High voltage cable
corrugated metallic sheath
mutual inductance
induced electromotive force
sheath current
分类号
TM274 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
交叉互联高压电缆护层保护器故障对同回路两端护层电流相量差的影响
被引量：
9
3
作者
刘福源
王航
夏湛然
杨斌
杨帅
周承科
机构
湖北工业
大学
新能源及电网装备安全监测湖北省
工程
研究中心
国网湖北电力公司武汉供电公司电缆运检室
格拉斯哥卡里多尼亚大学工程与建筑环境学院
武汉
大学
电气与自动化
学院
出处
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期1244-1253,共10页
基金
湖北省电力公司科技项目(SGTYHT/21-JS-223)
湖北工业大学科研启动基金(HSQD2020020)。
文摘
高压电缆护层保护器故障对同护层回路两端护层电流相量差的影响规律是制定护层接地故障判据的理论基础。为识别护层保护器故障,在器件级别构建了电容和非线性电阻并联的护层保护器故障等效电路,在系统级别构建了三相9段交叉互联电缆在护层保护器正常和故障时的数学物理模型,推导了护层保护器故障阻抗与同护层回路两端直接接地点护层电流相量差的传递函数。以110 kV电缆为仿真案例,结果表明:同回路两端护层电流相量差既可以区分正常和故障状态,又可以区分不同位置护层保护器金属性接地故障;护层电流相量差相角对金属性接地和低阻接地敏感,同回路首端和末端护层保护器发生100Ω接地故障时,护层电流相量差相角偏差范围分别为17.9°~24.9°和33.4°~51.1°;216Ω接地故障时护层电流相量差相角偏差范围分别为9.4°~13.6°和12.4°~17.5°。护层电流相量差受电缆3小段不等长和相电流影响显著,受地阻抗和相电压波动影响不显著。
关键词
高压电缆
护层电流
相量差
交叉互联
护层保护器故障
接地故障
Keywords
HV cable
sheath current
phasor difference
cross-bonding
sheath voltage limiter faults
grounding fault
分类号
TM75 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
三芯海底电缆绝缘气隙局部放电声场与内置光纤耦合函数的数值求解方法
李磊
王航
廖雁群
陈俊
周承科
《广东电力》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
波纹金属护套高压单芯电缆线芯护层互感的解析解
王航
周文俊
陈杰
曹京荥
周承科
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2020
17
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
交叉互联高压电缆护层保护器故障对同回路两端护层电流相量差的影响
刘福源
王航
夏湛然
杨斌
杨帅
周承科
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
9
在线阅读
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职称材料
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