水树对XLPE电缆绝缘材料性能和微观结构影响的研究进展

阐述了交联聚乙烯(XLPE)电缆中水树引发、生长理论,讨论了水树枝模型及水树化学反应过程,分析了水树对XLPE电缆绝缘材料电性能(介电常数、击穿电压、损耗因子、电导及电树引发电压)的影响。在此基础上,介绍了水树对XLPE电缆绝缘材料微观结构的影响,包括水树中的氧化降解作用对电缆微观结构以及水树对电缆绝缘中空间电荷分布的影响。     

老化中压XLPE电缆修复新技术研究

简要介绍了我国早期运行XLPE电缆的现状,介绍了XLPE电缆发生水树劣化的原因和抑制、消除水树的基本原理,详细介绍了修复水树老化电缆的工作机理和现场实施方案。     

XLPE电缆绝缘中水树的形成机理和抑制方法分析

叙述了交联聚乙烯电缆中的水树对中高压XLPE电缆的危害性;介绍了水树的本质、水树生长特性,引发水树的电-机械理论和化学反应理论;分析了影响水树生长的因素和国内外抗水树电缆料的研究情况。     

水树尺寸对XLPE电缆电场分布的影响分析*

以110 kV交联聚乙烯电缆为研究对象,利用有限元法开展了水树尺寸对电缆电场分布影响的仿真分析。分别对开口型水树中的内导型水树和外导型水树进行建模,将水树的形态等效为椭圆模型,通过仿真结果分析了不同水树类型和不同水树尺寸下的电场分布情况。结果表明,水树末梢电场畸变最严重,且在相同水树尺寸下内导型水树危害大于外导型水树。     

XLPE电缆水树老化及其诊断技术的研究进展

交联聚乙烯(XLPE)电缆的水树老化是导致电缆绝缘水平下降和运行寿命缩短的主要诱因之一。本文对交联聚乙烯电缆的水树老化及其诊断技术的研究进展进行了回顾,首先介绍了交联聚乙烯电缆中的水树老化现象及其潜在的危害,对水树的定义、特征、生长机理及其生长过程中的影响因素等方面的研究成果进行了阐述,并指出了水树与电树之间潜在的相互转化关系。其次,分析并比较了水树的各种诊断技术,包括微观表征、传统介电性能测试以及新型诊断测试技术。最后,探讨了电缆的水树老化及其诊断技术未来的研究方向。     

交联聚乙烯电缆中水树研究的现状

在14篇文献的基础上综述了交联聚乙烯(XLPE)电缆中水树研究现状，介绍了水树的定义、分类、特征及在水树产生和发展过程中的一些影响因素及抑制方法等，并且对水树研究中提出的新机理等做了简要的概括。     

用有限元法分析水树尺寸对电场分布的影响

鉴于水树是交联聚乙烯(XLPE)绝缘电缆的主要劣化现象之一,而正确的评价电场分布对理解水树的生长机理及水树引起的介质击穿非常重要,利用有限元方法研究了水树枝初步生长阶段其几何参数(宽度和长度)对水树内部电场的影响。有限元分析结果显示:在相同宽度和相同介电常数的条件下,发散型水树越长,水树尖端的电场增强越明显;而在相同水树长度的条件下,水树枝宽度对水树尖端最大电场强度的影响很小;水树枝长度对电场分布的影响随内部介电常数的大小而变化,水树内部介电常数越大,水树长度对电场分布的影响越小。     

基于脉冲电压法的XLPE电缆水树劣化诊断研究

本文提出了基于脉冲电压法的XLPE电缆水树劣化诊断方法,并采用脉宽为1～10 ms的高压脉冲对人工水树劣化XLPE电缆及6.6 kV自然劣化XLPE电缆进行检测和验证。结果表明:采用脉冲电压法成功检测到了与水树劣化有关的电流信号,脉冲电压的平均效应提高了与水树相关的信号的检测灵敏度,但是该方法对自然水树劣化电缆的测试结果与传统方法存在差异,这可能与水树的类型、形态及深度等有关。     

基于改进回复电压法的XLPE电力电缆绝缘水树老化评估

研究了一种改进的回复电压法评估方法——比率谱法。在传统油纸绝缘Debye模型的基础上,提出了带水树部分的XLPE电力电缆绝缘扩展Debye模型;仿真分析扩展Debye模型得出了不同水树长度和面积的比率谱;提出了运用比率谱最大值分布图分析电缆水树的具体状况;实验室条件下得到不同水树老化程度电缆的极化谱和比率谱。结果表明:比率谱最大值所处的充电时间tc对水树长度更敏感,而比率谱最大值的数值对水树面积更敏感;新电缆比率谱为一条相对平直的线,水树老化电缆比率谱则存在一个峰值;实验室测试得到的比率谱较好的反应了电缆绝缘水树的真实状况。     

交联聚乙烯电缆水树老化离线诊断方法的研究

分析了交联聚乙烯水树老化离线诊断方法,介绍了交联聚乙烯电缆中水树形成原因及其危害。交联聚乙烯电缆水树老化表现出的电气特性变化可以通过多种测试方法来检测和诊断。其中离线诊断方法发挥着主要的作用。电缆水树离线诊断方法主要包括超低频介损法、空间电荷法、残余电荷法和介电响应法。对于电缆的水树缺陷诊断,应提高方法的水树缺陷辨识能力并采用多种离线检测方法综合测量判断。     

乙烯—丙烯酸共聚物改性聚乙烯的水树生长研究

以不同含量的乙烯-丙烯酸共聚物（EAA）对聚乙烯（PE）进行了共混改性，研究了改进后实验样品中水树的生长情况。分析了PE样品中形成水树的原因及抑制水树的机理，认为水树形成的条件是在结构缺陷处有水滴形成，而抑制的方法就是设法消除水滴的形成。实验中找到了抑制PE中水树形成的最佳EAA含量，PE 1.0?A的样品可用作电缆绝缘实用性的进一步研究。     

XLPE电力电缆中水树枝生长规律的研究

本文参考IECTS61956标准＂评定绝缘材料中水树枝化的试验方法＂设计了一种杯状电极装置,对低密度聚乙烯（LDPE）片状聚合物绝缘材料进行了水树枝生长试验研究,重点研究了LDPE中水树枝的长度与老化时间的关系。实验结果表明,在水树枝产生的初始阶段,其生长速度较快,一段时间后增长速率逐渐减慢。水树枝的长度随老化时间呈幂指数规律增长,这一规律与国外的一些学者提出的水树枝的电致应力引发模型基本相符。     

乙烯-丙烯酸共聚物用作交联聚乙烯绝缘水树抑制剂的研究

以极性的乙烯 -丙烯酸共聚物 (EAA)对交联聚乙烯 (XL PE)进行了共混改性 ,使 XL PE由憎水性变为有一定程度的亲水性。分析了实验 XL PE样品中形成水树的原因及抑制水树的机理 ,认为水树形成的条件是在结构缺陷处有水滴形成 ,而抑制的方法就是设法消除水滴的形成。实验中找到了抑制 XL PE中水树形成的最佳 EAA含量     

乙烯-丙烯酸共聚物改性聚乙烯的空间电荷对电树和水树的影响

通过添加不同含量的乙烯 -丙烯酸共聚物 (EAA)改善了聚乙烯 (PE)的电气性能。用电声脉冲法测量了样品中的空间电荷分布。测出了在直流预压电压下的短路电树枝的起始电压。对交流电压下抑制水树枝的产生和成长也做了研究。试验发现 ,不同EAA含量的试样中空间电荷的累积、短路 50 %电树枝的起始电压以及水树枝的形成有一定关系。空间电荷的测量可作为衡量改善试样耐电树枝和水树枝能力的手段     

热老化对交联聚乙烯电缆绝缘中水树的影响研究

热老化过程不但会影响交联聚乙烯电缆绝缘的电磁学和物理化学性能,还对绝缘内水树的产生与生长有着一定的影响。通过研究热老化过程对XLPE电缆绝缘中的水树现象的影响,以及在几个有可能的影响因素当中,哪个因素对水树现象的影响最大。实验结果表明,在与XLPE电缆绝缘的热老化有关的各种因素对水树现象的影响中,热氧化对XLPE电缆绝缘表层水树的产生和生长的影响最大。尽管热氧化所引起的缺陷有可能就是XLPE电缆绝缘中水树生长过程中的起始点,但是它在一定程度上抑制着水树的成长,甚至有着"水树延迟效果"的美称。     

用有限元分析交联聚乙烯电缆中水树成长行为的研究

水树是电缆主绝缘的主要劣化现象之一,严重影响电缆的使用寿命。正确评价长有水树的材料的电场分布,对于理解水树的生长机理以及水树引起的介质击穿是非常重要的。采用具有不同物理化学性能的热老化XLPE电缆绝缘和与外加电场梯度方向成一定角度的非常规的水针电极结构进行水树枝加速老化实验,用有限元方法对水树加速老化实验中采用的结构模型进行数值电场分析,研究了水树尖端处电场增强对水树枝老化发展的影响。     

抑制聚乙烯中水树生长的试验研究

本文研究了乙烯丙酸共聚物（EAA）作为一种改性添加剂对聚乙烯（PE）中水树生长的抑制作用。通过添加不同含量的EAA,在交流电场下进行水树生长试验,找到了交流电场EAA抑制水树生长的最佳含量,并对试样进行了不同的热处理及机械性能的测试,探讨了结晶形态对PE中水树生长抑制的机理。     

Current pulses during water treeing procedures and results

The procedures and results are described for an experiment to seek electrical current signals during water treeing, and to characterize any that exist. The apparatus was described in the companion paper Part 1 (see ibid., vol.3, no.4, pp.515-22, 1996), where the sensitivity characteristics, and noise effects were assessed carefully because such signals had not been detected before. In this Part 2, the use of the several modes of the apparatus is described for various conditions of signal, noise, and phase resolution. Methods of identifying and eliminating noise artifacts are described. A method is described for resolving the HV phase existing when a fast event occurs. Four types of pulsed currents are studied; two are noise (1-channel and 2-channel noise) and two are signal (fast and slow pulses). Each has unique characteristics as to the channel(s) in which it occurs, amplitude, shape, and phase of the 60 Hz HV when it occurs. It is observed that two types of pulsed signals originate only in the region where water treeing is occurring; any conclusion that they are produced by the water treeing process is inferred from that observation. The `fast pulse' signal lasts only a few days, is <25 ns wide, contains 1 to 4 fC charge, and occurs only at the water treeing region and only when the 60 Hz HV waveform is zero and falling. The `slow pulse' signal appears after a few days, is 35 to 60 μs wide, has 70 to 125 nA peak, and occurs only at the water treeing region and only when the 60 Hz HV waveform is at the negative minimum     

三梨糖醇对PE空间电荷和耐水树性能的影响

将不同质量分数的三梨糖醇作为成核剂添加到 PE中以改变其结晶形态 ,用结晶形态理论解释了在直流电场中的空间电荷分布与交流电场中形成水树的对应关系 ,找到了抑制 PE中空间电荷和水树的最佳三梨糖醇质量分数