多次操作冲击对含刀痕缺陷10 kV电缆终端局部放电特性的影响

为了研究电力系统中的操作过电压对含缺陷电缆终端的冲击劣化作用,利用10 kV电缆段制作了典型的含刀痕气隙缺陷电缆终端。在充分考虑了实际配电电缆线路中可能出现的最大过电压幅值的情况下,利用40k V标准操作波对电缆终端进行冲击劣化,并测量冲击劣化之后电缆终端的局放起始电压(partialdischargeinception voltage,PDIV)和局放熄灭电压(partialdischargeextinctionvoltage,PDEV),并绘制了试样在15kV工频电压下的PRPD谱图。实验结果表明:PDIV和PDEV随施加冲击电压次数的增加而呈现先上升后下降的变化趋势,试样在劣化初期的放电形式介于表面放电与内部气隙放电之间,劣化中期放电以内部气隙放电为主,劣化后期放电逐渐转变为以单极性放电为主的形式;各劣化阶段下的最大放电量和平均放电量的变化趋势呈"澡盆"状。从缺陷发展的角度分析,认为劣化初、中期的放电主要受到刀痕切面毛刺影响,劣化后期的放电发展主要与XLPE材料内部缺陷相关。

10kV电缆附件中刀痕缺陷的局部放电趋势研究

电缆附件的缺陷严重影响电网安全,其在耐压试验和运行过程中呈现的局部放电特性具有重要的研究价值。文中以常见的刀痕缺陷的局部放电为研究重点,将该缺陷分为2、3、4 mm深度环切刀痕和3 mm深度纵切刀痕。采用长时间加压监测缺陷的局部放电过程,统计不同时间下缺陷的局部放电特征量,绘制趋势图及谱图,并从物理层面解释各种差异。试验结果表明:刀痕缺陷的局部放电过程以刀痕的表面放电为开始,然后演变为电树枝放电最终贯穿,不同深度、不同位置的刀痕缺陷在击穿前会呈现相似的电树枝放电现象;刀痕越深,表面放电的影响越大;纵切刀痕更易演化为电树枝放电致使在较短时间内击穿。

多应力条件下电缆附件局部放电的演变过程

电缆附件界面是多层复合介质绝缘结构,在温度、气压、电场等物理条件下都易产生局部放电(partial discharge,PD)。为了研究多种应力条件下局部放电的演变过程,在10 kV电缆终端中设计典型刀痕缺陷,并在实验室搭建“冷热负荷-工频电压-冲击电压”多应力条件下的协同老化平台,利用该平台对电缆进行老化试验,利用工频局放测试平台检测不同老化时间下电缆终端的局部放电。利用波动法对不同老化阶段下的电缆附件局放信号进行消噪,并采用阈值窗提取消噪后的局放信号中的PD脉冲,构建电缆附件局放相位分布(phase resolved partial discharge,PRPD)谱图。实验结果表明:多应力条件下,在不同老化程度下,刀痕缺陷电缆附件的局放经历三个“起伏”击穿,放电幅值存在多段式“增-减”的变化趋势。

10 kV透明电缆终端典型缺陷局部放电特征研究

为研究电缆终端典型缺陷的局部放电(PD)特征差异,本研究设计了适用于实验室观测的透明电缆终端,并在终端内预制刀痕缺陷及半导体突起两种常见缺陷。首先利用COMSOL有限元软件对刀痕及半导体突起两种缺陷进行建模与电场仿真;然后搭建10 kV透明硅橡胶终端电热老化试验平台以模拟真实工况并加速老化,利用高频电流传感器(HFCT)获取典型缺陷下的局部放电数据,并构造二维放电谱图;最后对不同电缆终端缺陷的PD信号进行对比分析,并结合仿真结果说明刀痕缺陷及半导体突起缺陷的电场分布特征差异。结果表明:采用透明硅橡胶终端可以实现对电缆终端典型缺陷的连续观测;相比刀痕缺陷,半导体突起缺陷内的电场畸变更严重,其绝缘劣化速度更快。