等温松弛电流法在高压交联聚乙烯绝缘交流电缆状态评估中的应用

为探讨等温松弛电流法在高压交流(HVAC)电缆状态评估中应用的可行性,采用等温松弛电流法(IRC)对未老化和运行13 a的国产110 k V高压交联聚乙烯(XLPE)交流电缆进行了老化评估,并研究了直流电场下电缆绝缘切片的空间电荷分布,分析了绝缘内部的陷阱分布、松弛机理和绝缘状态的关联性。结果表明,未老化高压电缆的老化因子>1.89,绝缘切片样品表面区域存在明显的异极性空间电荷积累,残留在高压电缆内部的交联副产物以深能级陷阱形式存在,并与等温松弛电流中的第3类松弛相对应。运行13 a的高压电缆的老化因子明显高于未老化电缆的老化因子,且其绝缘切片表面区域的异极性空间电荷积累量和切片内部的最大电场畸变率增大,与等温松弛电流法提取的老化因子变化规律相同。因此老化因子可作为高压交流电缆绝缘老化状态的评估参数。

基于等温松弛电流法的XLPE绝缘电力电缆老化评估判据研究

XLPE绝缘电力电缆,特别是中压电缆在运行过程中可能产生水树枝等缺陷,并且进一步发展为电树枝,最终导致电缆击穿。除了常规的物理和化学评估方法以及在线监测等技术能够为电缆的状态评估和运行提供必要的判据,等温松弛电流法作为一种具有丰富物理内涵的方法也已经在国外的XLPE电缆老化状态以及寿命的评估方面发挥积极的作用。对目前国内外电缆评估的方法进行了简略的分析,着重介绍了等温松弛电流法的原理。在详细分析欧美等多个国家对等温松弛电流法老化状态评估的关键参数——老化因子A的基础上,初步研究了国产电缆在未老化的初始状态的老化因子以及热老化后的老化因子的变化。研究表明国产电缆在未老化时期老化因子就大于国外电缆的。论文初步分析了出现该现象的原因,为等温松弛电流法在我国的应用提供了必要的基础。

等温松弛电流法在XLPE电缆老化状态评估中的应用

设计了一种新型的等温松弛电流测试系统,测试电路中考虑到微电流测试的抗干扰问题,基于该套系统分别研究了未老化、人工加速老化和实际运行的XLPE绝缘电缆的等温松弛电流,研究表明采用等温松弛电流法不仅能够有效评估实验室电缆的老化程度,同时能够有效评估现场运行电缆。

基于等温松弛电流法的10kV电缆老化程度分析

等温松弛电流法作为一种非破坏性的电缆老化评估手段,为电缆老化程度的评估提供了参考依据.文中试验截取输电线路中一根运行近30年的10 kV交联聚乙烯电力电缆,进行等温松弛电流试验,利用三阶指数函数对所得的电流数据进行拟合处理,计算出函数各参数,进而计算老化因子初步诊断电缆老化状态,之后对等温松弛电流曲线进行I*t-lg(t)坐标变换,拟合分峰处理研究三种不同松弛过程对电流整体的影响,对lg-lg坐标下的松弛电流进行线性拟合得到拟合斜率,研究线性拟合斜率与电缆老化程度的关系,最后基于能级缺陷的角度,微观上分析老化程度与能级缺陷密度之间的关系.根据老化因子计算结果并结合老化判据得出结论,该试样电缆一相老化明显,两相老化严重,可知电缆整体上老化比较严重,同时对每相电缆的等温松弛电流数据进行多角度分析验证,所得结果与电缆老化因子计算值相符,进一步验证等温松弛电流试验结果的准确性,对工程线路中电缆的更换与维修有着一定的参考价值.

等温松弛电流法在35kV交联电缆绝缘老化评估中的应用

研究出一套针对投运超过20年以上35kV交联电缆绝缘老化有效评估方法,对电缆的技改工作提供有效的指导。本研究体系基于等温松弛电流法(非破坏性方法)设计的测试系统,通过研究去极化电流特性来分析交联聚乙烯电缆的绝缘老化状况,为了方便对交联电缆绝缘老化状况划分,引入老化因子A的概念,通过研究表明利用等温松弛电流法能够很好地评估电缆的绝缘老化程度。

基于松弛电流变压器油纸绝缘状态诊断方法研究

对油纸绝缘样品施加10 k V/mm场强进行电老化试验,并采用松弛电流法研究了油纸绝缘的老化评估方法。利用色谱法测试不同老化程度油样中的溶解气体,发现老化前后气体含量变化显著,说明经电老化的试样老化明显。分别选取6个老化时间点的样品进行松弛电流测试,从不同角度分析不同参量所表征的老化信息。利用I*t^log10t曲线分析了油纸试样的陷阱分布,发现试样老化初期陷阱密度逐渐增加,试样老化后期陷阱深度明显加深。运用四阶Debye模型对电流曲线进行拟合,推断了油纸绝缘四种松弛机制的物理机理,发现各松弛机制随着老化时间的增加有不同程度的增大。最后研究了去极化电量随老化时间的变化趋势,试图用直观参数分析试样在不同时间点的老化程度,发现在60 h后开始大幅度加深。

等温松弛法在三元乙丙橡胶绝缘电缆连接器的老化评估中的应用研究

本文采用等温松弛电流法测量了不同老化程度的电缆连接器绝缘的等温松弛电流,建立了基于界面极化理论的等温松弛电流模型,分析了老化引起的缺陷对总体的松弛电流的影响,定义了表征电缆连接器绝缘老化程度的参数——老化因子A,并且计算了不同老化程度的电缆连接器绝缘的老化因子。结果表明随着老化时间的增加,老化因子值也在增加。另外,基于ASTM E698标准测量了活化能,结果表明随着老化时间的增加,活化能减小,这与老化因子之间存在良好的对应关系,表明等温松弛电流法可对电缆连接器的绝缘老化程度进行有效评估。

基于IRC和逐级耐压法的110kV XLPE电缆剩余寿命评估

在运行20多年的电缆上截取长、短试样，分别进行等温松弛电流法试验，再利用电热老化前后的长样进行等温松弛电流法试验．结果显示长样由于带有电缆接头而体现出老化因子大的特点，表明电缆接头是电缆的薄弱环节，接头更容易受到电热作用而发生老化；经电热老化后的长样因内部缺陷增加而使老化因子增大，说明电热处理会加重电缆老化程度；通过逐级耐压法对电缆试样进行试验，结果表明试样的剩余寿命在10～20年的范围内，和设计时的预期寿命一致．基于等温松弛电流法的试验结果对XLPE电缆进行老化状况评估，通过耐压法试验结果给出其具体的剩余寿命，两者相辅助结合可以进行比较全面的判断．

基于电特性的110 kV交联聚乙烯电缆剩余寿命评估

充分认识交联聚乙烯(XLPE)电缆的绝缘特性,及时有效地发现和预防绝缘中存在的某些缺陷,对保障设备乃至系统的安全运行具有十分重要的意义。为此,利用逐级耐压法和等温松弛电流法对110 kV XLPE电缆进行了剩余寿命评估。在90℃恒温下,采用逐级耐压法进行了击穿试验,对不同电缆样品施加了相同升压参数,得到了电缆样品的击穿时间,结合等温松弛电流法得到的老化因子判断了电缆样品老化状况并估计了电缆样品的剩余寿命。结果表明:1985年和1987年投入运行的电缆处于严重劣化状态,剩余寿命约为10 a;1996年投入运行的电缆处于非常好的状态,剩余寿命约为30 a;以等温松弛电流法试验得到的结果作为趋势性的判断;以逐级耐压法试验得到的结果作为具体的判断。由此可得结论:利用电缆的电特性,能较合理地估计电缆剩余寿命,指导电缆的维修或更换工作,为交联电缆的老化评估和寿命估计提供较为有效的方法。

型式试验对挤塑绝缘高压直流电缆老化状态的影响研究

通过对国内自行研制的200 k V挤塑绝缘交联聚乙烯电缆的空间电荷、松弛电流和热性能进行测试,分析了型式试验对电缆绝缘的影响。型式试验前后,主绝缘中部切片试样在表面区域均存在明显的异极性空间电荷分布,且电荷积累量变化不大,状态因子、熔融热焓、结晶热焓和交联度变化亦不明显,表明型式试验对电缆中部绝缘的老化程度影响较小。切片脱气处理后,试样表面区域的异极性空间电荷积累和短路时空间电荷平均单位体积密度显著降低,表明空间电荷行为受制造过程中残留的交联副产物影响很大。空间电荷、等温松弛电流和差示扫描量热的测试结果的关联性较好,均能有效反映老化状态的变化,可用于挤塑绝缘直流电缆的绝缘状态评估。

10kV电力电缆运行状态评估方法浅论

目前10kV电力电缆是我国电力系统配电网的一个重要主体,其可靠性关系到整个配电网的安全运行。从在线和离线两方面有代表性地介绍和分析了几种电缆运行状态评估方法,特别重点探讨了超低频法和等温松弛电流法的原理和应用情况。由于电缆运行状态评估方法的原理有所差异,而导致电缆故障或缺陷的原因也有很多,因此希望通过一种评估方法反映各种电缆故障或缺陷显然不现实,在实际中应可将两种或多种评估技术结合起来,实施联合评估,以实现对电缆状态全面而客观的评估。