基于电应力损伤特征值的XLPE绝缘电压耐受指数评估方法研究

XLPE绝缘的电压耐受指数n表征绝缘电寿命特性,对加速寿命试验中获取的失效数据进行分析可以获取n值,然而,加速寿命试验中的外施场强与试验所获失效数据的分析方法影响n值的准确性。本文研究电压耐受指数n的评估方法,对XLPE绝缘试样分别进行恒定应力试验与步进应力试验,提出基于损伤特征值的试验数据分析方法,该方法通过损伤矩阵建立试验中累积损伤阈值(Dc)与n的映射关系,以矩阵秩的变化作为n值的选取依据。结果表明:本文所提方法在恒定应力试验中获取的XLPE绝缘电压耐受指数n2=12.43,在步进应力试验中获取的XLPE绝缘电压耐受指数n3=12.04,较线性拟合获取的XLPE绝缘电压耐受指数n1=12.83仅相差3%与6%,且本文所提方法能够节省75%以上的试验时间,验证了该方法的有效性。

获取XLPE绝缘直流电压耐受指数的步进应力试验参数选取方法研究

交联聚乙烯(XLPE)绝缘的直流电压耐受指数n是材料的重要性能参数,也是直流电缆绝缘厚度设计及出厂试验电压参数选取的重要依据。步进应力法作为一种高效的电寿命试验方法,其试验参数的选取对耐受指数n值的结果影响较大。该文提出一种步进应力试验的参数选取方法,该方法以累积损伤-时间(D-t)曲线、损伤矩阵D方差与n值关系曲线S(n)及S(n)曲线的二阶导数d^2S(n)/dn^2三个指标作为试验参数选取的依据。该方法为绝缘材料的步进应力和恒定应力电寿命试验结果的等效性评价提供了理论支撑。试验数据表明,通过该方法筛选的步进应力试验参数获得的电压耐受指数n值(n=12.0)与恒定应力下的结果(n=12.2)具有较好的一致性。

基于混合应力法的XLPE绝缘电压耐受指数评估研究

考虑序进应力试验和恒定应力试验之间的等效性问题,提出一种按照“序进-恒定-序进”应力顺序对样品施加电压的混合应力试验方法,并结合威布尔(Weibull)统计分析对XLPE薄片样品的电压耐受指数进行评估。结果表明:混合应力试验计算得到的电压耐受指数n为16.11,与恒定应力试验评估的n偏差为5.36%,且总评估时间比后者缩短了98.04%,证明该方法可以有效对XLPE绝缘的电压耐受指数进行评估。

基于累积损伤曲线的电寿命模型步进应力试验方法及在XLPE电缆中的应用

交联聚乙烯(XLPE)的反幂函数电寿命模型(IPM)表征了XLPE电缆绝缘的长期耐压特性,包括电压耐受指数(VEC)在内的IPM模型参数是电缆绝缘设计和预鉴定试验电压选取的重要依据。步进应力试验具有耗时短、效率高的优点,适用于求取电缆样品的电寿命模型参数。然而,步进应力试验参数的选择尚无规程可参考,目前主要依靠经验和主观确定,严重影响了试验结果的有效性和可比性。将固体绝缘材料累积损伤“D-t曲线”作为判断绝缘失效机理的主要依据,分析不同试验参数下步进应力与恒定应力试验的等效性,提出适合工程应用的步进应力试验参数选取及现场试验方案。通过该方法设计绝缘厚度分别为2.8 mm和3.5 mm的2种模型电缆的步进应力试验,并获取2种模型电缆的IPM电寿命模型参数,验证该方法的可行性。