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。

10 kV交联聚乙烯电缆的振荡波局部放电检测分析

阐述振荡波局部放电检测原理,研究了10 kV交联聚乙烯电缆各种类型缺陷的振荡波局部放电情况,提出了局部放电的运维检修措施。以ADOWS-10振荡波系统为例,验证了10 kV交联聚乙烯电缆局部放电特性分析及措施的有效性,对提高振荡波检测的精度、准确排查10 kV交联聚乙烯电缆的故障隐患及提升线路的可靠运行有参考价值。

高压交联聚乙烯电缆护套绝缘故障检测与优化系统

为了监测高压交联聚乙烯电缆护套绝缘故障并对其进行科学优化,设计了一种基于差频法的新型交联聚乙烯电缆护套绝缘故障检测与优化系统。该系统主要对XLPE电力电缆因水分支引起的绝缘老化进行监测和分析,并通过仿真实验得出最终的检测结果。结果表明,该系统能够准确、连续地监测高压XLPE电缆护套的绝缘故障,并对其进行科学优化,从而使XLPE电力电缆为电力系统的安全稳定运行提供依据。

交联聚乙烯电缆绝缘老化的检测技术研究

交联聚乙烯电缆在现代电力系统中的应用较为普遍,而绝缘老化问题是交联聚乙烯电缆使用过程中的常见问题,因此需要及时解决该问题,以保证电力系统的使用安全。以交联聚乙烯电缆绝缘老化的原因和危害为切入点,分析交联聚乙烯电缆绝缘老化的检测技术,对绝缘电阻测量、直流耐压试验检测、泄漏电流测量等技术进行论述,并对检测技术的未来发展进行展望,包括智能化检测、定点跟踪检测、大数据辅助检测等,以服务电力系统管理。

高压直流交联聚乙烯电缆应用与研究进展

近20年来,交联聚乙烯(XLPE)绝缘电缆因其重量轻、工作温度高、输送功率大等优点而在高压直流(HVDC)输电工程中得到广泛应用与发展。直流电缆及其附件绝缘长期处于直流电场作用下,存在严重的空间电荷积聚问题。为此,综合国内外研究论述了极性反转电压和温度梯度场对直流电缆绝缘介质空间电荷特性的影响规律,分析了直流电缆附件双层介质界面电荷的分布规律及抑制方法,最后展望了免交联绝缘直流电缆的发展趋势。研究结果表明:极性反转后的外施电场与空间电荷感应电场发生叠加,加剧了绝缘介质内部电场畸变;温度梯度场加速了高温侧空间电荷的注入和输运过程,导致空间电荷在绝缘介质低温侧积聚;电缆主绝缘与附件增强绝缘间的电导不连续性导致其界面处产生电荷积聚,而通过在主绝缘与增强绝缘间增加非线性控制层可以有效抑制界面电荷;热塑性电缆绝缘材料具有免交联和可回收的优点,是未来直流电缆绝缘的发展方向之一。这些研究结果的总结和概述可以为解决直流电缆及其附件绝缘的空间电荷积聚问题提供参考。

外部振动对500kV交联聚乙烯电缆敷设条件的影响

高压交联聚乙烯(XLPE)电缆长期在振动环境中运行时将导致绝缘结构疲劳损坏,为了分析交联聚乙烯电缆固有频率与外部振动耦合条件下的位移与内部应力分布,在简支梁固有频率计算及振动模态分析的基础上,仿真获得了不同敷设条件下外部频率对电缆内部应力、位移分布的影响。仿真结果表明:铁路桥梁敷设电缆时,敷设距离的制约使得电缆固有频率处内部应力、位移最大值都急剧增大;隧道敷设电缆时,其内部应力、位移分布呈周期性波动;在共振与非共振频率下,内部应力、位移的大小相差很大;经仿真计算得出,隧道内500 kV交联聚乙烯电缆的敷设间距应小于3.42 m,以防止电缆共振。根据电缆模态分析,提出交联聚乙烯电缆在强振动区域敷设时应适当减小电缆夹具间距,避免外部频率与电缆固有频率耦合产生共振而导致电缆损坏,这对制定强振动区域内电缆敷设方式及运维策略具有指导意义。

考虑频变参数的交联聚乙烯电缆中局部放电传播特性的时域分析

为研究电力电缆中局部放电脉冲的传播特性,并综合考虑导体集肤效应和半导体层等因素的影响,总结了单芯交联聚乙烯(XLPE)绝缘电力电缆的频变模型。为进一步将该模型应用于时域分析中,使用矢量拟合方法对解析模型进行有理化近似。在拟合结果的基础上,提出了等效的Г型集总参数电路模型。基于该电路模型对具有不同复介电常数半导体层的中压XLPE电缆进行仿真,并与采用ATP中改进的J-Marti模型计算结果进行了比较,同时还对Gauss型和不对称型两类放电脉冲的传播特性进行了研究。计算结果表明:电缆中的高频局部放电脉冲幅值具有较强的衰减;在色散因素的影响下,Gauss型脉冲会产生不对称现象;所述模型能够对电缆中的局部放电传播特性进行分析,为电力电缆的局部放电检测带宽和故障诊断提供参考。

在线注入有机硅修复液对交联聚乙烯电缆中水树生长的影响

提出了水树老化电缆的在线修复方法,讨论了在交变电场下修复液对水树的抑制作用及其绝缘修复机理。采用高频高压水针电极法对新样本、预修复样本和在线修复样本进行加速水树老化。老化一个月后,使用显微镜观察样本中水树形态并测量其水树长度。通过差示扫描量热法分析样本绝缘层的劣化程度,同时利用扫描电镜和能谱分析仪对比水树区域的微观形貌及化学结构变化。研究表明,在线注入有机硅修复液能有效地抑制水树的生长。在电场的作用下,修复液分子和水分子同时向强电场区域(如微孔、水树区域等)进行扩散并发生反应,消耗水分并且生成凝胶颗粒填充微孔,一定程度上缓解了绝缘的劣化。

杂质对交联聚乙烯电缆内部电场和空间电荷分布影响

杂质会影响交联聚乙烯(XLPE)电缆内部电场及空间电荷分布,在电缆绝缘老化与击穿中起着重要作用,因此研究杂质对电缆中电场及空间电荷分布的影响具有重要的意义。本文采用二阶四面体单元剖分的有限元方法计算各节点的电位分布,然后求各节点电位的负梯度得到各节点上的电场强度,对电位移矢量求散度可得各节点的电荷密度。以一个带有杂质颗粒的交联聚乙烯电缆模型为例进行计算,结果表明:在电场作用下,杂质颗粒会离解造成其周围电荷密度集中;杂质颗粒表面积聚的电荷量随颗粒半径的增大而增大,电荷密度随半径的增大而减小;杂质颗粒越靠近高压侧其表面积聚的电荷量越大;杂质颗粒周围的电荷密度值与相对介电常数关系不大,但与电阻率关系密切。

基于温升试验的10kV交联聚乙烯电缆冷缩终端热分析

冷缩终端已被广泛应用于10 kV交联聚乙烯(XLPE)电缆线路,分析并掌握其运行特性是评估电缆运行状态的重要一环,也是实现电缆线路运行状态检修的基础。为此,设计了电缆温升试验平台,采用1种常用的10 kV XLPE电缆冷缩终端,实测了不同载流量条件下电缆终端单相的热稳态温度分布,依据传热学理论推算出等值的电缆终端护套层导热系数为0.024 W/(m·℃)。并建立了电缆终端单相的传热学数学模型,对理论计算和3维建模仿真结果与试验实测结果进行分析对比。试验结果、理论计算和仿真结果均表明:护套内层和外层的热稳态温度随电缆的载流量增加均呈非线性递增关系,这验证了模型的正确性,因此可使用此模型预测和分析实际10 kV电缆冷缩终端热稳态时的温度分布。

交联聚乙烯电缆空间电荷与理化性能的关系

针对高压交联XLPE电缆,通过对未老化、加速老化1年和实际运行30年的电缆绝缘的空间电荷特性、力学性能及理化性能进行研究,分析了老化过程中电缆绝缘空间电荷分布与理化性能之间的关系。结果表明:沿电缆径向由内向外,未老化电缆电荷积累量增加,加速老化1年的电缆电荷积累量呈下降趋势,实际运行30年的电缆电荷积累量上升。结合力学性能及理化分析认为,加速老化电缆绝缘老化起始于绝缘内侧,并且影响到绝缘中间部位;而实际运行30年的电缆绝缘老化起始于绝缘外侧。

交联聚乙烯电缆中电树枝的研究现状

总结了电树枝研究的最新进展,特别是交联聚乙烯电缆绝缘中电树枝的研究现状。对电树枝的分类以及在电树枝引发和生长过程中的一些影响因素进行了讨论。最后从实际应用出发,简要介绍了交联聚乙烯电缆中电树枝的诊断方法。

宽频带电流传感器在检测交联聚乙烯电缆局部放电中的应用

研制出一种基于Rogowski线圈的高频宽带电流传感器用于检测交联聚乙烯(XLPE)电力电缆中的局部放电。通过磁芯材料的选择和主要参数的优化,该传感器可具有较好的高频特性和较宽的频带(230kHz^120MHz),同时具有阶跃响应快、线性度好和延迟小的优点。和IEC_270法相比,对于实验室内XLPE电缆绝缘层一人为缺陷,该传感器置于XLPE电缆接地线上可灵敏的检测到局部放电,其灵敏度要高于IEC-270法。

交联聚乙烯电缆绝缘在线检测直流叠加法的研究

交联聚乙烯 (XL PE)电缆在我国的应用越来越广泛 ,其绝缘老化的在线检测也日益提到议事日程上来。论文就直流叠加法在线检测电缆老化进行了研究 ,用软件作仿真 ,并通过实验得出直流叠加法的切实可行性。

用振荡波电压法检测含有缺陷的10kV交联聚乙烯电缆接头实验

10kV交联聚乙烯电缆中间接头是极易引发故障的部位,分析振荡波电压法检测电缆接头各类缺陷的有效性具有重要意义。对冷缩式电缆中间接头分别制作了误用绝缘带、飞边以及水膜3类缺陷,并利用振荡波测试系统进行高压测试,测试结果表明振荡波测试系统对接头误用绝缘带缺陷反应最灵敏,但无法检测出接头含有飞边与水膜的情形。利用有限元法对制作的缺陷进行电场仿真,仿真结果表明有这些缺陷的电缆接头电场都发生不同程度的畸变,同时证明振荡波电压法不能有效检测出接头飞边与水膜这2类缺陷。

交联聚乙烯电缆水树缺陷的修复方法研究

采用硅氧烷修复液修复交联聚乙烯电缆老化试样中的水树,进而分析修复效果及机理。将介质损耗因数为4%～6%,绝缘电阻7 500～10 000 MΩ的短电缆在7.5 kV 450 Hz交流电压下老化至介质损耗因数达到20%左右,绝缘电阻3 500～5 000 MΩ。然后用压力注入式修复装置把修复液注入缆芯对水树缺陷进行修复。以介质损耗因数、绝缘电阻和击穿电压为指标对修复效果进行评判;通过显微镜切片观察修复前后水树微观形态;通过仿真修复前后水树附近电场分布来分析和验证水树的修复机理。实验结果证明,修复液可以充分与电缆水树中的水发生反应生成胶状聚合物填充水树通道;修复后电缆介质损耗因数、绝缘电阻和击穿电压恢复到新电缆水平;改善了绝缘层电场分布;有效地抑制了水树生长。实验表明,该修复液可有效修复电缆中的水树缺陷,提高电缆绝缘水平。

激光扫描式高压交联聚乙烯电缆料杂质颗粒测量装置的研制

本文介绍了用于高压交联聚乙烯电缆绝缘料杂质颗粒测量的激光扫描系统的研制情况，详细地论述了激光扫描杂质颗粒的信号产生、处理、伪颗粒识别等技术及在国内首次得到的电缆料大体积抽样现场测试结果。系统分辨率６０μｍ，１２０μｍ及以上颗粒检出率１００％。

直流电压下交联聚乙烯电缆绝缘中电树枝的生长特性研究

为了研究交联聚乙烯电缆绝缘材料中直流电树枝的生长速率、形态特征及通道特性,利用树枝化试验及显微观察系统,在针尖半径为5μm、针-板电极间距为2mm、周期性施加的间断直流电压下,对试样进行了分组试验。试验结果显示:电树枝由细单枝逐渐发展为稀疏丛状结构,树枝通道为非导电型;电树枝生长缓慢,生长速率不超过1.0μm/min;树枝长度主要取决于加压周期数及直流电压幅值,电压持续时间在高压下影响增大;针极意外接地情况下,电树枝将瞬间引发或快速生长。理论分析表明,电树枝生长规律可以由文中所建立的非导电树枝模型及等效电路进行合理解释,而空间电荷效应是产生直流接地树现象的根本原因。

核磁共振原理的交联聚乙烯电缆热老化行为分析

在实际运行过程中,交联聚乙烯电缆(XLPE)在高温的长期作用下,会发生不可逆的破坏,使用寿命缩短。研究从材料学的角度,利用核磁共振分析仪研究XLPE的热老化行为,发现了能表征XLPE热老化规律的特征量—纵向弛豫时间和波峰面积。实验结果表明,波峰面积随老化温度和老化时间增大而减小,且波峰面积与老化时间呈近似线性规律;纵向弛豫时间也随热老化程度增大而下降。此方法为准确监测电缆老化情况提供了重要的应用价值。