高压电缆交联聚乙烯绝缘料黏度参数对挤出特性影响的仿真研究

高压电缆交联聚乙烯(XLPE)绝缘料及其挤出成型技术是我国高压电缆生产的关键问题。绝缘料的黏度参数会影响其在单螺杆挤出机内包括挤出口流率和流道内熔体最高温度等的挤出特性,进而决定了高压电缆绝缘的成型质量和绝缘性能。该文通过仿真模拟的方法研究了高压电缆交联聚乙烯绝缘料的黏度参数对挤出特性的影响,提出利用绝缘料挤出最高温度-挤出口流率曲线反映不同黏度参数下的挤出特性变化规律。结果表明,最高温度随着挤出口流率增大而升高,零切黏度和松弛时间对最高温度-挤出口流率曲线的斜率影响最大,幂律指数次之,温度系数影响最小。其中,零切黏度和幂律指数与挤出口流率和最高温度的关系均为正相关,且零切黏度增大到一定值后挤出口流率不再明显增大而最高温度持续提升;松弛时间和温度系数与挤出口流率和最高温度的关系均为负相关,且温度系数较小挤出特性较好。最终,根据实际电缆绝缘料挤出生产需求,提出了绝缘料黏度参数的适宜范围。该文可为国产高压电缆交联聚乙烯绝缘料的研发和挤出成型技术的提升提供重要数据支撑与理论依据。

交联副产物对交联聚乙烯电缆绝缘材料介电性能影响研究

研究了苯乙酮、α-甲基苯乙烯和异丙醇三种交联副产物对交联聚乙烯(LDPE)电缆绝缘材料中空间电荷形成和电导率的影响。结果表明,对LDPE电导率影响最大的是异丙醇,其次是α-甲基苯乙烯和苯乙酮。这一结果可能是由于异丙醇使电极附近形成异电荷,使得金属-介电界面附近的电场增强,导致电流值增大。电缆中交联副产物的含量与电缆的电气性能密切相关。随着副产物含量的增加,电缆的导电性增大,绝缘性能降低。同时,也会加剧空间电荷的积累。在所有样品中均发现了同电荷,而异电荷仅在异丙醇浸泡的LDPE样品中出现。当副产物存在于LDPE中时,观察到电导率值的变化,交联副产物提高了LDPE中的电荷迁移率。

影响电缆用交联聚乙烯绝缘使用因素

通过试验数据分析,讨论了对交联聚乙烯绝缘电缆(以下简称XLPE电缆)使用中的影响因数,通过对影响因数分析,在使用中可采取必要的保护措施,确保使用价值最大化。

以礼河长竖井220kV交联聚乙烯(XLPE)绝缘电缆试验

介绍云南以礼河四级电站复建工程地下厂房长竖井高压220kV交联聚乙烯(XLPE)绝缘电缆高压试验流程、方法、判据。对220kV交联聚乙烯(XLPE)绝缘电缆的整体设计制造进行投运前的检测。高压电力电缆是高压电力输送的主要载体,其运行质量对高压电网的稳定性及可靠性都有较大影响。因此,必须切实做好试验和检测工作,发现问题及时处理,保证高压电力电缆时刻处于最佳的工作状态,提升供电质量。

交联聚乙烯绝缘料耐焦烧性能的对比研究

选取3种牌号商用高压电缆交联聚乙烯绝缘料为研究对象,首先通过高温剪切作用下绝缘料熔体扭矩随温度的变化规律,对比分析3种绝缘料的耐焦烧性能,并通过凝胶含量表征焦烧试样的焦烧程度,然后提出采用绝缘料熔体在高温下的扭矩变化率作为特征量来表征绝缘料耐焦烧性能的方法,并通过不同牌号商用绝缘料焦烧程度的表征结果验证该方法的有效性。此外,通过红外光谱对3种绝缘料中交联剂含量和抗氧剂含量进行对比分析,结合凝胶渗透色谱法测得的绝缘料基料分子量,建立了绝缘料添加剂含量、基料分子量与其耐焦烧性能的关联。结果表明:通过绝缘料在高温剪切作用下的扭矩分析,可以有效区分不同商用绝缘料的耐焦烧性能,并发现交联剂含量过高是导致绝缘料耐焦烧性能差的主要原因,通过适当减少交联剂用量、增加抗氧剂用量、降低重均分子量可以提升绝缘料的耐焦烧性能。

交联纳米材料/聚乙烯复合型电缆绝缘性修复

交联纳米材料/聚乙烯复合型电缆很容易出现水树、老化现象,导致发生绝缘性失效引起的击穿事故,进而影响电力传输的安全稳定性。设计交联纳米材料/聚乙烯复合型材料电缆绝缘性修复实验,并验证其效果。实验采用YJLV22-8.7/10kV-3*50 XLPE电缆,材料为交联纳米材料/聚乙烯复合型,在NaCl溶液中进行加速老化。采用水针电极插入的方法对电缆内部材料进行电荷注入,将修复液注入电缆内部,完成电缆材料的注入传导处理。为检测绝缘性修复效果,进行测试实验。实验结果表明,这种针对交联纳米材料/聚乙烯复合型绝缘电缆修复技术,修复一周后电缆整体的绝缘性能仍会逐渐增强,tanδ会不断下降。修复一个月后,电缆整体tanδ逐渐趋于稳定,绝缘电阻也逐渐趋于稳定,场强与附近电缆绝缘场强接近,抗水树性能增加,且介损及泄漏电流明显下降,耐压水平提升,更适合未来电网发展。

500 kV电力电缆用国产交联聚乙烯绝缘材料性能分析

讨论了新型国产超净XLPE绝缘材料应用于500 kV交流电缆的适用性,首先分析了对应基料与进口基料在分子量以及分子链结构上的异同;然后对比研究了该国产绝缘材料与2种进口绝缘材料的电、热、力学性能,发现3种材料性能相当且均满足应用于500 kV电缆绝缘的要求;最后结合基料的分子链结构特性,认为在基料中引入更多的端基双键以提升交联效率,可能是后续国产绝缘材料提升的方向之一。

短时热处理对劣化交联聚乙烯热电性能影响

热因素是影响高压电缆绝缘层交联聚乙烯绝缘微观形态的关键因素之一。选取1根运行7年与1根新电缆分别制备绝缘层交联聚乙烯片状试样,首先在105℃下进行180 d的热老化,然后在90~115℃对各老化试样进行恒温24 h的短时热处理,并完成交联度、差示扫描量热、高场强电导测试。结果表明:老化初期,热老化助于交联聚乙烯结晶,且热处理有利于熔融温度与结晶度升高,晶体尺寸分布变小,电导率减小;随着热处理温度升高,上述参数逐渐到达最优值,并随热处理温度升高而开始反向变化;随着老化程度加深,相同热处理温度后各参数提升作用减弱,表现为参数最优值对应的热处理温度降低且与未老化试样差异逐渐减小,老化180 d后各参数值均明显低于未老化试样。研究表明,经历一定热老化的交联聚乙烯在合理温度下短时热处理后,可有效改善内部结晶特征,提升热电性能。

交联聚乙烯(XLPE)电缆在线监测方法的探讨

介绍了在线监测交联聚乙烯电缆的几种方法 ,讨论了由树状放电规律进行在线监测的方法 ,分析了寻求规律的实验研究 ,概括了信号频谱分析的 3种理论。

交联聚乙烯(XLPE)电缆交流耐压试验时间参数探讨

对比了国内外各标准对110 kV XLPE电缆交流耐压试验时间参数选取的不同要求;通过固体电介质击穿理论的分析,提出由局部性缺陷发展逐渐导致介质击穿需要较长的发展时间。总结现场试验经验发现,除少数极为严重的缺陷会在极短时间内暴露外,大部分缺陷是从局部逐渐发展导致电缆击穿,选择5 min试验时间不足以使缺陷暴露的,而选择60 min是较为合理的。

交联聚乙烯电缆绝缘试验样品热处理后热效应研究

基于差示扫描量热法(DSC)在电缆热历史分析中的应用,进一步研究具有不同热历史的交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘的热效应及其变化规律,可帮助分析电缆绝缘实际运行中的受热情况。将电缆绝缘试验样品置于不同温度和时间条件下热处理,以模拟电缆绝缘的不同受热过程,然后采用DSC测量热处理后的绝缘试验样品在升温过程中产生的热效应,对比分析得出热处理温度和时间与DSC一次加热曲线的关系,试验结果表明,DSC一次加热曲线中吸热峰的数量、大小、峰值温度,及氧化诱导期等与试验样品的热处理温度、时间和氧气环境密切相关,尤其依赖热处理温度,可为初步分析电缆运行中是否发生过载或短路故障提供依据。

交联聚乙烯电缆电树老化的研究进展

综述了交联聚乙烯(XLPE)电缆的电树老化现象及其对电缆绝缘性能的影响。介绍了电树老化的特征,包括极性效应、不可逆性以及可与水树老化相互转换等,简述了电树老化主要的几种理论模型,并对比分析了不同理论模型的优缺点,回顾了电树老化的影响因素,包括机械应力、温度和电压等,阐述了电树老化的诊断技术和修复技术,分析了XLPE电缆电树老化所面临的挑战,指出对电树老化的深入研究是解决电缆老化问题的关键,并提出了未来工作的研究方向。

电线电缆用交联聚乙烯材料性能

介绍了采用硅烷交联聚乙烯制备交联聚乙烯方法,利用性能测试的方式验证材料的耐湿热性能。为保证测试结果的精准度,向材料中混入聚乙烯基吡咯烷酮或混杂纤维,并将混合后的材料置于沸水内持续煮200 h,以此模拟真实的湿热老化环境。通过对测试结果进行分析可知,在复合材料中添加6%聚乙烯基吡咯烷酮,或者添加混杂纤维复合材料厚度在6.6 mm时,交联聚乙烯的性能达到最佳。

±320 kV直流电缆交联聚乙烯/三元乙丙橡胶附件击穿特性

高压直流电缆接头与终端为电缆系统故障的多发点,其击穿强度为直流输电系统安全稳定运行的重要基础。文中以±320 kV高压直流海底电缆中交联聚乙烯(cross linked polyethylene,XLPE)/三元乙丙橡胶(ethylene propylene diene monomer,EPDM)附件为研究对象。首先,研究电缆及附件负荷循环耐压试验,发现附件界面为击穿薄弱环节;其次,研究绝缘材料电导率随温度变化特性对电场分布的影响规律,通过有限元仿真模拟电缆空载和满载运行时附件的温度分布与电场分布,发现最大电场出现在电缆绝缘靠近附件应力锥一侧,为29.5 kV/mm,低于附件材料的击穿场强;最后,研究界面在直流电场下空间电荷特性对电场分布规律的影响,通过电声脉冲法测试复合叠层片状样品介质界面的空间电荷及其电场分布,发现场强畸变率约为100%~200%。同材料本征绝缘匹配相比,界面空间电荷积聚对附件内部电场造成的畸变程度更严重,在后续附件提升中应更注重开发抑制空间电荷的绝缘材料。

交联聚乙烯绝缘电力电缆剩余寿命评估方法

针对电缆剩余寿命评估过程中,因评估因素权重值计算存在误差导致评估结果的精度较低问题,研究微粒群算法下交联聚乙烯绝缘电力电缆剩余寿命评估方法。首先,采用故障树分析法,从电老化以及热老化两个角度出发,确定评估因素,构建剩余寿命评估模型,确定电缆的老化系数。其次,通过微粒群算法计算权重值与适应度函数,对输入的数据进行归一化处理。最后,结合不同评估因素权重确定电缆剩余寿命。通过实例分析证明研究方法能够在迭代至10次时,微粒群算法即可得到最优解适应值1.982,并在其后的迭代过程中,最优解适应值稳定在1.982。结果表明该方法能够较快地获取最优解适应值,提升分析对象剩余寿命评估的效率的同时,在迭代次数条件下确定评估因素权重值,提升电缆剩余寿命评估结果精度。

交联聚乙烯(XLPE)电缆局部放电检测技术的研究

随着电力行业的快速发展,电力电缆在电力行业中得到了广泛的应用,论文通过研究交联聚乙烯电缆局部放电特性,提出了一种基于自衰减振荡电力电缆局部放电定位检测系统,满足了电力电缆离线检测中的局部放电定位和检测需求,较好地解决了目前国内外离线检测技术问题,为开展电力电缆在线检测打下了夯实的基础。

交联聚乙烯电缆接头制作工艺智能考评方法研究及应用

交联聚乙烯电缆中间接头制作工艺的好坏,直接影响着交联聚乙烯电缆中间接头的寿命。对电缆中间接头制作进行考评,能有效判断制作工艺的水平,提高培训质量。为此对交联聚乙烯电缆中间接头制作工艺考评方法进行研究,设计交联聚乙烯电缆接头制作工艺智能考评系统,构建全过程考评流程体系,通过智能设备精准测量关键指标,然后由软件算法客观地确定考评成绩。通过实际应用,证明设计的交联聚乙烯电缆接头制作工艺智能考评系统能客观评价作业人员的工艺水平,提高培训质量,确保交联聚乙烯电缆中间接头的寿命。

长期电热应力对交联聚乙烯电缆绝缘耐久性的影响

本文介绍交联聚乙烯(XLPE)电缆剥皮分别在场强为28kV/mm的电场、热力学温度为363K的环境以及在承受至少5000h电热应力情况下的耐久性试验结果。在热力学温度为363K、交流电场强度分别为55kV/mm和70kV/mm的条件下,对厚度为150μm的剥皮进行耐久性试验,将得到的不同样本集的寿命数据进行对比,并与未老化电缆的剥皮进行比较。剥皮性能失效的威布尔分布表明,只有在受力期间经历过热应力过程的电缆剥皮,耐久能力才会有显著的下降。本文讨论可能导致电缆剥皮寿命缩短的原因。

交联聚乙烯绝缘电力电缆及其安装解析

电力电缆是电力系统的重要组成部分,担负着输送和分配电能的任务。和架空线路相比,其具有运行可靠、不易受外界影响、不占地面空间等优点。电力电缆主要有油浸纸绝缘电力电缆、橡皮绝缘电力电缆、聚氯乙烯绝缘电力电缆和交联聚乙烯绝缘电力电缆等几种。其中,交联聚乙烯绝缘电力电缆因其具有电气绝缘性能好、机械强度高,抗酸碱、耐腐蚀、耐热性能好、允许工作温度高、故障少及接头制作工艺相对简单等优点,在生产实践中得到了广泛应用。

温度梯度下海底电缆交联聚乙烯绝缘电树枝特性研究

由于交联聚乙烯(XLPE)主绝缘较低的导热系数与海水较低的温度,极易在海底电缆绝缘内形成较大的温度梯度,温度梯度的形成将导致XLPE聚集态及介电特性的径向差异,从而影响电树枝劣化过程。为掌握温度梯度下XLPE的电树枝特性,搭建了10~90℃内的温度梯度电树枝实验平台,测量了不同温度梯度下XLPE的电树枝起始及生长特性。结果表明:不同温度梯度下的针尖电场变化及XLPE聚集态改变会影响电树枝的起始电压,且随着温度梯度的增大,电树枝的主形态呈现出藤枝状、丛林-藤枝混合状及丛林状之间的渐变特性。