XLPE电缆绝缘热老化的高压频域介电谱诊断方法

热老化是导致XLPE电缆绝缘性能下降的重要原因,实现热老化的诊断对电缆安全具有重要意义,为此该文对XLPE电缆整体和局部热老化高压频域介电谱特性进行研究。通过内外加热法制备了整体热老化电缆试样和用于模拟局部热老化电缆线段,分别在不同老化阶段检测了整体热老化、局部热老化段与完好电缆比值为10%、4%的10kV缺陷电缆的高压频域介电谱(0.01~0.1Hz,最高检测电压U_(0)),分析了局部老化段占比对介电常数的影响,定义并分析了曲线分层度L、斜率、曲线积分和非线性度η。研究结果表明:高压频域介电谱对整体、局部热老化反应灵敏;具有一定老化程度的整体热老化、局部热老化缺陷电缆试样的L均大于1,L矩阵可作为电缆老化现象的诊断参数;较高检测电压等级(1.0U_(0))介电谱曲线的η对老化程度的变化敏感,且受局部缺陷占比影响较小,可以作为电缆老化程度的诊断特征;局部老化段的占比减小会使高压频域介电谱出现分层对应的时间延后,介电谱曲线积分值、曲线斜率减小,可以结合η的数值及曲线积分、斜率值所在数值区间判定电缆是否为局部老化;介电谱曲线是否出现迟滞现象可以作为区分XLPE电缆热老化和水树老化的依据。

高压频域介电谱诊断XLPE电缆局部绝缘老化缺陷的研究

热老化和水树老化是导致交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘性能下降的重要原因,及时发现和处理热老化和水树老化缺陷,对于电缆安全运行具有重要意义。为了解决超低频(0.1Hz)介电损耗检测对电缆局部老化检测灵敏度不高、无法实现老化缺陷类型区分的问题,开展高压频域介电谱诊断XLPE电缆绝缘老化缺陷的研究。通过加速老化,制备了水树老化和热老化电缆线段,在不同电压等级下检测27.4m长10kV电缆局部老化前后的频域介电谱(0.01~0.1Hz),构造和分析介电谱曲线的分层度S和迟滞度D,并与超低频(0.1Hz)介电损耗检测的方法进行比较。研究结果表明,超低频难以发现局部热老化和70%贯通的局部水树老化缺陷,而高压频域介电谱对局部热老化和局部水树老化反应灵敏;局部热老化和局部水树老化缺陷试样的曲线分层度S均大于1,可作为电缆老化的判断依据;局部水树老化试样的曲线迟滞度D显著大于局部热老化试样,可以作为XLPE电缆局部热老化和局部水树老化区分的特征量。