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。     

基于等温松弛法的110kV高压电缆老化状况评估

为合理评估110 kV交联聚乙烯(XLPE)电缆老化状况,引入了等温松弛电流法(IRC)。通过分析电缆老化机理,论证了老化因子与松弛电流、极化时间之间的关系。并对电缆样品进行等温松弛实验,通过计算样品老化因子诊断其老化状态,之后对样品电热老化,继续进行等温松弛实验,对比了样品老化前后老化因子差异。结果表明,经老化电缆老化因子值比未经老化电缆平均大0.35,电缆的材料老化是电缆寿命缩短的主要原因之一;带有接头电缆的老化因子值比没有带接头电缆的老化因子值平均大0.191,电缆接头的存在会影响电缆老化因子的值。采用等温松弛法能够准确区分经老化电缆和未老化电缆,评估结果与预期相符,并能定量给出电缆老化状态,指导电缆的维修或更换工作,所以等温松弛法为高压电缆老化状况的评估提供了一种比较有效的方法。     

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。     

热老化对配电电缆绝缘等温松弛电流及阈值电场的影响

针对等温松弛电流法在配电电缆绝缘状态评估中的问题及难题,本文采用国产未老化的10 kV配电电缆新样作为检测对象,通过检测140℃下加速热老化288 h过程中电缆段的等温松弛电流和绝缘切片的高场电导,分析了热老化过程中表征绝缘状态的电流松弛分量、老化因子(A)和阈值电场(E_t)变化趋势及范围。结果表明：等温松弛电流中存在3个明显的极化松弛峰,时间常数τ₁、τ₂和τ₃分别在7～12 s、31～39 s和210～536 s范围;热老化过程中等温松弛电流峰2和峰3对应的材料陷阱改变较大,其中峰3的改变最为明显;基于等温松弛电流的老化因子A在1.72～3.17范围,随老化时间的增加老化因子A先降后升,而对应的电导阈值电场E_t呈先升后降的趋势,这表明阈值电场(E_t)和老化因子(A)存在明显的关联,均是绝缘材料内部分子结构的宏观外在表象;国产电缆未老化时的老化因子A为1.91,已近德国标准DIN VDE 0276的“老年”状态,而热老化48 h时的老化因子(A)降至1....     

等温松弛电流用于10kV XLPE电缆寿命评估的方法

研究了一种新的非破坏性交联聚乙烯电缆寿命评估的试验方法.利用三阶指数衰减函数对测得的等温松弛电流数据进行拟合处理,计算得出去除稳态直流分量的电流值I,获得I*t～log(t)曲线.通过比较该曲线中峰值的位置,分析电缆绝缘各种退极化电流分量的权重,并评估绝缘的老化状态.为了方便对绝缘老化状况进行划分,引入老化因子A.试验结果表明,等温松弛电流法对电缆的寿命评估存在一定误差,但仍可以有效地评估电缆的老化状态.受到试验取样及电缆制造工艺的影响,计算所得的老化因子与国外学者报道的结果相比普遍偏大.     

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EI北大核心CSCD

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。     

基于等温松弛电流的110kV电缆绝缘状态评估

为了评估现役电缆的绝缘老化状态及剩余寿命,利用等温松弛电流法测试了8根110kV交联聚乙烯(XLPE)绝缘电缆的去极化电流。通过获得的电流曲线初步判断了电缆绝缘的老化状态,随后基于等温松弛理论引入三阶指数衰减模型对电流曲线进行拟合,并通过拟合参数计算老化因子A。实验结果表明,交联聚乙烯电缆的绝缘状态可大致通过去极化电流曲线来判断,老化因子与交联聚乙烯电缆的实际运行年限呈近似线性关系,经历故障的电缆其老化因子则出现异常变大。由于老化因子综合考虑了电缆绝缘的不同极化过程,因此可较为准确地评价高压电缆的老化状态,但其评价标准有待进一步细化。     

交联聚乙烯绝缘电缆老化的介电响应与局部放电特性研究

为研究交联聚乙烯（XLPE）电缆老化特性并探究影响材料介电性能的微观因素,对不同老化状态的XLPE电缆进行等温松弛电流与局部放电测试。构建纯聚乙烯分子P1、含羟基的老化聚乙烯分子P2以及进一步热氧老化的含羧基聚乙烯分子P3模型,并基于不同老化状态的聚乙烯分子开展量子化学计算。结果表明：随着老化时间的增加,去极化电流时间...     

基于泄漏电流的电缆绝缘老化在线检测研究*

针对城市电缆敷设环境的特殊性使得局部出现的绝缘老化无法有效检测出来的问题,提出一种基于泄漏电流的电缆绝缘老化在线检测方法。首先由首末端电流分离出反映电缆绝缘状况的泄漏电流,之后分析其与电缆老化长度和老化位置的关系,结果发现泄漏电流大小与电缆绝缘老化的位置关系较小,而与绝缘老化的长度呈正相关。进一步实现电缆绝缘的状况和绝缘长度的判断,为电缆线路的安全稳定运行提供新思路,仿真验证了该方法的准确性。     

轨道交通车辆用电缆绝缘材料热老化寿命评估方法

本文研究轨道交通车辆用低烟无卤阻燃电缆材料的老化特性,并评价电缆在服役过程中绝缘材料的可靠性.以低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料(HFFRPO)为研究对象,采用常规热老化寿命评估方法获得热老化的基础数据,用Boltzmann模型对热老化数据进行拟合并推导力学性能参数变化至50％时的时间参数,以此为依据拟合出老化寿命曲线.此外,利用差式扫描量热法(DSC)获得活化能计算HFFRPO材料的老化寿命.研究结果显示,以抗拉强度为依据推导出的老化寿命小于按断裂伸长率为依据推导的寿命;起始氧化活化能随材料的老化程度不同而发生变化,通过DSC获得的活化能不适宜用来推导材料的老化寿命,但可作为材料老化状态的重要参考指标.     

调频串联谐振装置在XLPE绝缘电缆试验中的应用

介绍一种调频串联谐振装置的原理及工作过程,并在高压交联聚乙烯(XLPE)绝缘电缆交流耐压试验中应用.     

热老化对车载高压电缆终端应力控制管/EPDM复合层间界面放电特性的影响研究

车载高压电缆终端应力控制管(以下简称“应力管”)与乙丙橡胶(EPDM)所组成的复合层间界面间频繁发生放电现象,是造成终端绝缘击穿故障的常见部位,而应力管热老化特性变化又是影响其放电发展过程的关键因素之一。为探究应力管热老化特性对复合层间界面放电特性的影响规律,依据车载高压电缆终端特殊的绝缘结构及实际运行工况,分别在热老化温度为100℃、125℃和140℃三种老化环境下设计了应力管人工加速热老化试验,通过自制了老化应力管试样/EPDM复合层间界面模型和强极性针-板电极模型,搭建复合层间界面闪络试验平台,探明了不同老化条件下应力管试样对复合层间界面起始放电电压和闪络电压的影响规律;建立了应力管表面电荷输运模型,从微观层面探明并揭示了不同老化条件下应力管表面的载流子电导率、迁移速率的变化对复合层间界面模型放电特性的影响机理。通过以上研究,间接揭示了实际电缆终端复合层间界面的放电发展过程及演变规律。