交流电压下基于空间电荷效应的XLPE电缆绝缘老化研究现状

交联聚乙烯(XLPE)电缆以其优良的机械和电气性能广泛应用于现代电力系统。研究表明,在直流电压作用下绝缘中容易形成空间电荷,导致电场畸变,加速绝缘老化。国内外很少关于交流电压下空间电荷对XLPE电缆绝缘影响的研究。本文综述了交流电压下空间电荷对XLPE电缆绝缘老化的影响及其作用机理,并介绍了交流电压下测量空间电荷分布的改进的电声脉冲法。结果表明,交流电压下,空间电荷分布特性影响XLPE电缆绝缘老化。     

交流电场下XLPE绝缘空间电荷研究综述

XLPE电缆目前广泛地应用于电力系统中,如何评估和预测现场运行电缆的老化及早期劣化的程度,是电缆绝缘状态评估的重要内容,然而这项研究在国内仍是空白。XLPE电缆的制造工艺过程、运行中的过电压和温升以及耐压试验过程都可能造成XLPE电缆绝缘特性的改变,导致绝缘性能下降,形成陷阱,特别是空间电荷的形成,畸变原有电场分布,直接影响XLPE电缆的绝缘特性。大量研究表明,在直流电场下空间电荷危害XLPE电缆绝缘,关于交流电压下空间电荷对XLPE电缆绝缘影响的探索较少。综述了交流电场下空间电荷效应对XLPE电缆绝缘影响的相关研究成果,并介绍了测量固体介质空间电荷分布的电声脉冲法,为从空间电荷测量角度研究XLPE电缆绝缘老化程度和状态评估提供了参考。     

基于电声脉冲法空间电荷测量方法的信号恢复技术研究

由于声波在固体介质的传递中会发生衰减和色散,导致了电声脉冲法(PEA)空间电荷测量信号的畸变。在分析PEA空间电荷分布信号基础上,采用高斯函数模拟电极附近的空间电荷分布信号,实现对声波传递过程中的不同频率信号衰减因子的求取,并利用反卷积技术实现对空间电荷分布曲线的恢复。利用该数据处理技术对测量信号进行了恢复,并完成对不同老化时间交联聚乙烯(XLPE)电缆的绝缘层的空间电荷分布状态的测量。由信号可知:通过信号的恢复,XLPE电缆绝缘体中的空间电荷分布更加明显,并随着老化时间的增加,绝缘体中的缺陷增加,其空间电荷也越来越多。由此证实了可以采用空间电荷分布状态实现对绝缘老化状态的评估。     

交联聚乙烯电缆中空间电荷的研究现状

在电力系统中,交联聚乙烯绝缘因其优良的介电和耐热性能已被广泛应用于高压和超高压塑料绝缘电力电缆中。但在直流电场作用下,绝缘中容易形成空间电荷,空间电荷会使电场分布发生畸变,加速了绝缘老化,降低电缆使用寿命。总结了空间电荷在聚合物特别是聚乙烯电缆绝缘材料老化中的研究现状,概述了近20 a国内外在聚乙烯材料中抑制同极性和异极性空间电荷产生的方法,最后从工程实际应用出发,简要介绍了从空间电荷角度诊断交联聚乙烯电缆中电介质老化的方法及现状。     

基于有限元法的单芯电缆接头线芯温度计算

对电缆接头线芯温度进行监测可以有效评估电缆接头的状态,但直接测量线芯温度较为困难且容易破坏电缆接头结构,因此常通过表皮温度估算线芯温度。为提高电缆接头线芯温度计算精度,本文在有限元软件COMSOL中建立电缆中间接头的仿真模型,并进行电磁-热耦合计算。研究环境温度和负荷电流对电缆接头线芯和表皮温度的影响,并对各种工况下的仿真数据拟合分析得出由电缆接头表皮温度和环境温度对线芯温度的表达式,最终验证其有效性。该计算方法可以快速、准确地进行电缆接头线芯温度计算,为电缆中间接头温度的监测和状态评估提供依据。     

110 kV单芯电缆缆芯暂态温度径向感知模型研究

为了实现基于电缆表面温度测量的电缆缆芯暂态温度实时反演,本文首先分析电缆内部径向热流扩散路径特点,建立了电缆各层结构的热阻热容集中参数等效模型,并分析热路等效模型的误差影响因素。其次开展110 kV单芯电缆本体暂态温度场有限元仿真计算,分析了交联聚乙烯绝缘层分层建模的必要性,并确定分层数量。最后分析了材料参数的分散性对径向感知模型反演精度的影响。研究表明,本文提出的暂态温度径向感知模型具有较高的反演精度,可应用于各种工况下缆芯温度的实时监测。     

电缆线路中间接头绝缘缺陷电场仿真与放电小室局放检测研究

高压电缆作为输送电能的优选设备而被广泛应用,但其长期处于高压环境下,将会导致故障的发生。电缆接头是电缆中最为薄弱的环节,由于其制造过程的不严谨和长期运行与高压环境,将会产生诸多绝缘缺陷,导致局部放电。缺陷会导致内部场强的增加和温度的升高,将严重影响电缆的正常工作,甚至导致绝缘击穿引发巨大故障。为预防绝缘缺陷引起的故障,对电缆进行气隙,杂质和受潮3种典型的绝缘缺陷进行仿真分析,通过对比来得出不同缺陷对电场强度和电压的影响,接着对中间接头的典型绝缘缺陷进行了局部放电检测,结果显示即使微小的缺陷也会引起场强和电压的突变,从而导致绝缘劣化。     

硫代受阻酚复合抗氧剂对聚丙烯直流电缆绝缘空间电荷与直流预压击穿特性的影响

聚丙烯(Polypropylene,PP)高压直流电缆绝缘的电导、空间电荷与击穿特性是评价其电学性能的关键性指标.为此选取了两种具有同分异构结构的硫代受阻酚类抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基间甲酚)(AO300)和4,4'-硫代双(6-叔丁基邻甲酚)(AO736),研究了抗氧剂对PP绝缘电导、空间电荷及极性反转下的击...     

脉冲波形对脉冲反射法的电缆故障 定位影响的研究

摘要： 针对脉冲反射法在电缆故障定位中的应用进行了研究。利用电磁暂态软件建立仿真模型,对电缆的不同的故障模式、脉冲波形和脉冲宽度对测量的精度的影响进行了分析。研究结果表明：断线故障的反射波形和原始脉冲是同向的,而接地故障反射波形是反向的,脉冲反射法中,推荐使用方波作为脉冲的波形。方波的脉冲波形宽度越窄,高频分量越高,信号衰减越快,则可测范围越短,测距精度越高。对正确判断故障类型、确定脉冲波形形式和宽度等具有重要指导意义。     

电力电缆在线测温及载流量监测的研究进展与应用

介绍了国内外在电力电缆在线测温及载流量监测方面的研究进展,并对以电缆表面或绝缘表面温度折算线芯温度的相关理论及技术手段作了简要分析。国外应用实例的介绍显示了对电力电缆,尤其是高压/超高压电缆进行在线温度监测,以实时掌握电缆运行情况,保证安全运行,并在此基础上进行合理的负荷调度的重要性,也为国内运行部门提供了成功的运行经验。     

交联聚乙烯电缆中水树枝诊断的研究现状

交联聚乙烯(XLPE)电缆因其具有优良的导电性、较好的耐热性和机械强度,自问世以来已广泛应用于输电线路和配电网中。然而,当电缆绝缘处于潮湿的环境中时,在电场的作用下会产生水树枝老化。随着水树枝的生长,电缆的绝缘性能下降并可能导致绝缘击穿,从而影响电网的安全运行。总结了交联聚乙烯电缆中水树枝老化的研究现状,概述了水树枝的产生机理及近年来水树枝老化的诊断方法,最后对各种诊断方法进行了简单比较。     

XLPE电缆附件局部放电UHF和VHF联合检测

介绍了电磁耦合法测量XLPE电缆局部放电故障原理以及应用方法,重点比较了基于VHF(甚高频)传感器和UHF(特高频)传感器的检测方法在XLPE电缆局部放电在线监测技术中的应用。结合2种检测方法各自的优点与存在的弊病(VHF:衰减慢,可标定放电量,抗干扰能力差;UHF:抗干扰能力强,衰减快,不可标定放电量),推荐了XLPE电缆附件局部放电的UHF和VHF联合检测方法。     

XLPE表面缺陷对电场及击穿电压的影响

电缆中间接头施工过程中易造成XLPE表面划伤、附着污染颗粒和表面受潮三种缺陷,为评估缺陷对接头运行性能的影响,建立了电缆中间接头XLPE绝缘片状模型,分析了不同缺陷下电场的变化,探究了不同缺陷对电场及击穿电压的影响程度.结果 表明,XLPE在划伤时划痕处的电场产生严重畸变,为非划痕处的1.6倍;受潮时XLPE表面附着污...     

500 kV交流超高压电缆选型分析

通过在绝缘结构、金属护套结构和外护套结构3个主要方面的技术性能对比,分析对电缆载流量、分段盘长、结构机械性能和工程投资的影响,给500kV交流超高压电缆应用设计选型建议：交联聚乙烯（xLPE）绝缘、空气中敷设优选平滑铝护套、环保低热阻的外护套。     

基于集对分析动态加权法的XLPE绝缘老化状态评估

针对现有XLPE电缆绝缘老化状态评估方法缺乏综合性评估和可靠性差的问题,通过综合试验数据分析,提出一种基于集对分析动态加权法的电缆绝缘老化状态评估方法。首先为统一计算评估体系中各指标参量的相对观测值,提出了"等价失效值"的概念,然后利用集对分析法求解各参量与状态等级之间的联系度,最后引入动态加权函数求解各性能指标与状态等级的总体联系度以获取评估结果。实例分析表明,所提方法在电缆绝缘老化状态评估上综合性强、可靠性高且简洁有效;所构造的绝缘老化规律曲线能够较好地反映该区域电缆绝缘老化情况,可为该区域现役电缆运维及电网改造提供指导。     

XLPE电缆绝缘老化与剩余寿命评估的试验方法

电缆投入运行后.绝缘会受到电、热、机械、水分等因素的作用而发生老化,影响电缆的运行可靠性和使用寿命.XLPE电缆的绝缘状态与剩余寿命的评估是目前的热点问题,相对于定性的分析,对电缆剩余寿命的定量评估更有实际价值.文章总结了XLPE电缆绝缘老化机理并调研了几种定量分析电缆剩余寿命的方法:击穿电压对比法,介质损耗因素法和直流泄漏电流法.可为从事电缆运行情况和寿命研究的技术人员提供参考.     

Recyclable insulation material for HVDC cables in Global Energy Interconnection

With the development of modern power systems, especially that of the global energy internet, high-voltage, direct current (HVDC) cable power transmission will play an important role in the future. The key problem of HVDC cable power transmission is the need for novel cable insulation materials that have high performance, recyclability, and higher working temperature to replace traditional crosslinked polyethylene. This paper investigates the thermal and electrical properties of polypropylene (PP)/Al₂O₃ nanocomposites as a potential recyclable HVDC cable insulation material. The developed nanocomposites exhibit excellent thermal and electrical properties with the introduction of Al₂O₃ nanoparticles. Particularly, the space charge accumulation is greatly suppressed.     

CFETR 110 kV电缆接地方案研究

目的  中国聚变工程实验堆（CFETR）旨在论证稳态燃烧等离子体的工程可行性。站内110 kV高压供配电系统通过电缆等设备为超导磁体电源和无功补偿系统供电,因此高压电缆的稳定工作对实验的开展至关重要。 方法  电缆正常运行需要考虑金属护层感应电势和环流,在对金属护层接地方式充分调研计算后,确定站内110 kV高压XLPE电缆交叉互联接地。利用ANSYS Maxwell软件对三相电缆进行建模,仿真护层感应电压;最后将仿真结果代入Simplorer所构建的等效电路。 结果  其仿真结果显示护层感应电势和环流满足国家标准要求。 结论  为110 kV电缆护层设计的交叉互联接地方案安全可靠,能够确保电缆长期稳定工作。