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超导电缆系统型式试验一览表、接头的外保护层、冷却系统及其试验

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电缆系统型式试验一览表

电缆系统的型式试验叙述于本标准第12章,表E.1列出了概要和条款编号。

表E.1电缆系统的型式试验

本标准条款 序号 试验 电缆系统 a b c d e f g h i j k l m 概述 型式认可范围 电气型式试验 试验电压值 弯曲试验 临界电流测量 压力试验 热循环试验 局部放电试验 12.1 12.2 12.3 12.3.1 12.3.3 12.3.4 12.3.5 12.3.6 12.3.7 12.3.8 12.3.9 12.3.10.1 12.3.10.2 12.3.7 附录F 12.3.11 12.4 tan?测量 负荷循环电压试验 操作冲击电压试验 雷电冲击电压试验及随后的工频电压试验 室温局部放电试验(若h之后科目未进行) n o p q 接头的外保护层试验 检验 电缆组件和成品电缆的非电气型式试验

附 录 F (规范性附录) 接头的外保护层试验

F.1概述

本附录规定了用于直埋接头、或用于屏蔽中断的金属套分段绝缘的绝缘护套电力电缆系统中使用的带有金属套分段结构的所有类型接头的外保护层的型式认可试验的步骤。

接头的制造商应提供带有可清楚识别的所有防水保护层的图纸。

F.2认可范围

当需要认可具有诸如互联引线入口等结构的接头外保护层时,被试外保护层应包含这些设计特征。 按本标准12.2要求,成品电缆尺寸金属套分段绝缘的接头的外保护层通过了试验,那么没有金属套分段绝缘的类似接头的外保护层也将给予认可,但反之却不可以。

当一种接头外保护层的设计取得认可后,那么由同一制造商提供的采用相同基本设计原理、采用相同材料而且在已试验直径范围之内、试验电压相同或较低的所有接头的外保护层也应认为获得认可。

应对已通过本标准12.3.2项目c)~j)型式试验的接头、或没有作为型式试验试样的独立接头进行F.3所述试验。

F.3电压试验 F.3.1一般规定

接头组装试样的电压试验应按下面方式进行。

F.3.2没有金属套分段绝缘接头的组装试样

在金属屏蔽和(或)金属套与接头外保护层的接地的外表面之间应施加直流试验电压25 kV,历时1 min。

F.3.3金属套分段绝缘的组装试样 F.3.3.1直流电压试验

在附件任一端电缆金属屏蔽和(或)金属套之间,以及金属屏蔽和(或)金属套与接头外保护层的接地的外表面之间应施加直流试验电压25 kV,历时1 min。

F.3.3.2冲击电压试验

表F.1的试验电压应施加在金属屏蔽和(或)金属套与接头外保护层的接地的外表面之间。 试验应按GB/T 3048.13规定并在环境温度下进行。 上述任何一项试验中应无击穿发生。

F.4试样装置的检查

F.3所述的试验完成后,应即检查组装试样。

对填充可移动浇注剂的接头外保护盒,如没有可见的内部气隙或位移,或者没有浇注剂经各密封处或盒壁漏泄的迹象,应认为通过检验。

对采用其他设计和材料的接头外保护层应没有内部腐蚀的迹象。

表F.1 冲击电压试验

主绝缘额定雷电冲击电压a 接头两端之间 互联引线 kV ≥3 m kV 1 050 1 175-1 425 1 550 ab雷电冲击试验电压水平 接头两端对地之间 互联引线 ≤3 m kV 30 37,5 37,5 互联引线 >3 m和≤10 mb kV 47,5 62,5 72,5 互联引线 >3 m和≤10 mb kV 95 125 145 60 75 75 见本标准附录A中表A.1第8栏; 若电缆的金属套电压限制器装在近邻接头处,采用互联引线不大于3 m的试验电压。 附 录 G (资料性附录) 冷却系统及其试验

G.1概述

为了确保超导材料工作在超导状态,低温制冷是基本条件。如同所有其它超导装置一样,超导电缆系统需要一冷却系统作为辅机来连续维持其合适的运行条件。

本附录旨在简要介绍超导电缆低温制冷循环冷却系统及其试验。

G.2低温制冷 G.2.1一般流程

一般而言,制冷机是一种将热量从低温(制冷温度Tc)端输运至高温(环境温度Tw)端的装置。在其内部,制冷剂将经历一系列热力学过程,称为逆热力学循环。制冷剂在低温区吸收一定的热量Qc,在高温区放出热量Qw,必须消耗一定的功W,如借助电动机。图G.1给出了制冷机的一般流程。

图G.1 体现温度和能量流的一般制冷流程

在稳态条件下,满足下面的平衡方程,即

Qw?Qc?W …………………(G.1)

低温区移走的热量Qc在技术文件中通常视为制冷机的制冷量,制冷过程效率或能量成本可以用下面参数来表征:

制冷系数:

COP?Qc/W …………

………(G.2)

能效比:

SEC?W/Qc?1/COP …………

………(G.3)

COP和SEC依赖于制冷剂的有效循环,SEC也被视为制冷代价,以度量预期温区的制冷能效。 G.2.2系统组成

高温超导电缆运行在液氮及其以下温区,冷却系统将提供过冷液氮等冷剂,用以冷却电缆系统。冷剂循环流动时,吸收电缆系统内部热量,带至制冷装置;制冷装置移走冷剂所吸收的热量,再将其冷却至初

始温度,使之重新进入循环系统。电缆系统热量主要来源包括低温恒温器漏热、冷剂管流损失、缆芯交流损耗、终端和接头常导体的焦耳热等。

根据电缆结构、长度、运行电流和短路容量,沿程可设置一套或多套冷却系统,图G.2显示了其基本构成。其中,制冷机通过消耗电功率产生冷量,带走循环冷剂从电缆系统中所吸收的热量;换热器则是制冷机与电缆系统之间热量交互的接口,电缆流出冷剂再次循环前,在此将所吸收的热量传递给制冷机中的致冷剂;循环泵为一台或多台低温泵(冗余设计),提供必要压头以维持电缆内部冷剂的循环;压力控制单元提供缓冲,抑制线路负荷变化引起的冷却系统压力和流量波动,如短路故障时电缆能耗导致温度骤升,由于密度与温度的关系冷剂压力和体积也将随之增加;低温储罐是标准压力容器,提供维持低温流程和系统加注所必需的冷剂量,电缆预冷过程中将消耗大量冷剂;监控单元是冷却系统“中枢神经”,对于可靠运行至关重要,通过安装在多点的传感器监测过程温度、压力、流量等参数变化,实时判断状态并进行调节控制。

图G.2 冷却系统基本构成

G.3安装后推荐试验

除冷却系统制造商内部质量把控的测试外,冷却系统现场安装后推荐进行以下试验。

G.3.1压力试验和真空检漏

应对冷剂管道进行闭气试验,期间或之后利用氦质谱检漏仪等手段检查真空腔体的气密性和完整性。

G.3.2制冷量和效率测量

通过连接模拟热负荷或电缆附加可调节热源的方式,验证系统的制冷量,判断是否达到其设计容量。根据试验过程获取的数据,确定系统的效率。

G.3.3循环泵流量和压力试验

控制阀门形成液压闭合回路,记录不同压力下的流量,与设计值比较;或直接与电缆连接,试验运行;验证循环泵流量和压力性能。

G.3.4温度和压力控制试验

冷却系统应能够控制循环冷剂电缆入口温度和出口压力,可与制冷量和循环泵试验同时进行。

G.3.5噪声测量

冷却系统噪声水平应满足当地相关规定。

G.3.6其它

超导电缆系统型式试验一览表、接头的外保护层、冷却系统及其试验

电缆系统型式试验一览表电缆系统的型式试验叙述于本标准第12章,表E.1列出了概要和条款编号。表E.1电缆系统的型式试验本标准条款序号试验电缆系统abcdefghijklm概述型式认可范围电气型式试验试验电压值弯曲试验临界电流测量压力试验热循环试验局部放电试验12.112.
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