不同端部处理方式对架空绝缘线雷击绝缘特性的影响

工程运行经验表明,架空绝缘线端部极易发生雷击断线现象.对不同端部处理方式的架空绝缘导线进行了雷击试验模拟,并基于等温松弛电流法研究了不同端部处理方式对架空绝缘线雷击绝缘特性的影响.通过对老化因子的分析发现,雷击脉冲试验后架空绝缘线端部老化因子都有不同程度的上升,反映了线路端部绝缘的劣化.由于雷电电弧移动以及潮气侵袭的原因,实验结果显示剥离后使用3M胶带密封的处理方式,雷击测试后表现出更好的绝缘特性.     

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。     

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。     

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

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。     

等温松弛法在三元乙丙橡胶绝缘电缆连接器的老化评估中的应用研究

本文采用等温松弛电流法测量了不同老化程度的电缆连接器绝缘的等温松弛电流,建立了基于界面极化理论的等温松弛电流模型,分析了老化引起的缺陷对总体的松弛电流的影响,定义了表征电缆连接器绝缘老化程度的参数——老化因子A,并且计算了不同老化程度的电缆连接器绝缘的老化因子。结果表明随着老化时间的增加,老化因子值也在增加。另外,基于ASTM E698标准测量了活化能,结果表明随着老化时间的增加,活化能减小,这与老化因子之间存在良好的对应关系,表明等温松弛电流法可对电缆连接器的绝缘老化程度进行有效评估。     

基于电特性的110 kV交联聚乙烯电缆剩余寿命评估

充分认识交联聚乙烯(XLPE)电缆的绝缘特性,及时有效地发现和预防绝缘中存在的某些缺陷,对保障设备乃至系统的安全运行具有十分重要的意义。为此,利用逐级耐压法和等温松弛电流法对110 kV XLPE电缆进行了剩余寿命评估。在90℃恒温下,采用逐级耐压法进行了击穿试验,对不同电缆样品施加了相同升压参数,得到了电缆样品的击穿时间,结合等温松弛电流法得到的老化因子判断了电缆样品老化状况并估计了电缆样品的剩余寿命。结果表明:1985年和1987年投入运行的电缆处于严重劣化状态,剩余寿命约为10 a;1996年投入运行的电缆处于非常好的状态,剩余寿命约为30 a;以等温松弛电流法试验得到的结果作为趋势性的判断;以逐级耐压法试验得到的结果作为具体的判断。由此可得结论:利用电缆的电特性,能较合理地估计电缆剩余寿命,指导电缆的维修或更换工作,为交联电缆的老化评估和寿命估计提供较为有效的方法。     

XLPE电缆等温松驰电流老化因子与寿命指数对应关系研究

交联聚乙烯(XLPE)绝缘电缆的老化是影响其可靠性的重要因素。XLPE电缆绝缘的寿命指数是评估XLPE电缆老化状态的有效参数,寿命指数的确定需要对大量的样品进行测试,并不适用于评估运行中的XLPE电缆的老化状态。通过对高压XLPE电缆绝缘等温松驰电流的测试,可以得到反应不同极化类型的时间常数及系数,并得到与其老化状态相关的老化因子。本文通过对经过不同老化时间的XLPE电缆样品的等温松驰电流及逐级击穿试验得到了相应的老化因子和寿命指数。试验结果表明,未老化XLPE电缆的松驰电流老化因子为1.98~2.14,半年老化后的老化因子为2.47~2.79,而一年老化后的老化因子约2.99~3.15,相对应的寿命指数分别为15.6、14.3及9.3。因此等温松驰电流老化因子与寿命指数有相关的对应关系,可以对运行中的XLPE电缆等温松驰电流进行测试,按对应的寿命指数对其老化状态进行评估。     

单因子老化中定子线棒等温松弛电流的研究

为研究电机定子线棒老化后的绝缘特性,制备了按实际线棒尺寸比例缩小的线棒试样,并对其进行了单独的热、电老化实验,后测量了不同老化程度线棒试样的等温松弛电流,并基于等温松弛理论研究分析了线棒绝缘内的陷阱分布变化。结果表明:线棒绝缘在冷热循环老化过程中存在"后固化"的现象,绝缘内陷阱密度先增加后减小;而在电老化过程中,试样绝缘内浅能级陷阱密度增加。根据不同极化过程对等温松弛电流的贡献,建立了定子线棒等温松弛电流的三阶指数衰减模型。研究表明,电机线棒老化的主要表现是环氧树脂和云母之间界面中缺陷的增加,而三指数衰减模型对等温松弛电流数据的拟合结果也足够准确。     

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.     

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....     

电压极性和加压时间对XLPE电力电缆等温松弛电流的影响

针对电力电缆老化状态评估中较有效的等温松弛电流法,研究了振动噪声对等温松弛电流的影响,等温松弛电流的可重复性,电压极性和加压时间对等温松弛电流的影响。试验结果表明,等温松弛电流的可重复性较好,改变电压极性不一定改变松弛电流的极性,即存在反常放电电流现象,极化时间30 min交联聚乙烯极化已达到稳定状态。     

基于等温松弛方法的发电机定子线棒绝缘检测方法研究

定子线棒绝缘状态是重要的电气状态量之一,关系到电网的稳定及安全.本文使用非破坏性的基于等温松弛电流法的线棒绝缘检测及数据分析方法,测试了三种不同结构与老化方式的线棒,数据分析结果表明:log-log坐标下电流拟合斜率的绝对值随着老化程度而下降,能够较好的判断绝缘状态;频谱曲线幅值随老化下降,说明绝缘缺陷增加.对于电热联合老化,老化因子的变大可以看出其绝缘状态的劣化,但对于冷热循环老化,由于线棒绝缘的特殊结构及老化机理,老化因子呈相反趋势     

基于PDC的变压器油浸纸老化程度与水分含量评估方法研究

为将极化去极化电流法(PDC)应用于实际运行中变压器油纸绝缘的状态评估,笔者在实验室搭建了油纸绝缘PDC测试试验平台,测试了不同老化程度不同水分含量油浸纸样品的PDC特性曲线,并对测试结果进行对比分析。分析结果表明:在测试时间范围内,老化程度对油浸纸极化电流曲线的前段和中段以及去极化电流曲线的整个测试阶段产生影响;水分含量对油浸纸极化电流曲线的整个测试阶段以及去极化电流曲线中末段产生影响。提出以初始去极化电流idp1作为油浸纸聚合度的映射特征量,稳态极化电流id(电导电流)作为水分含量的映射特征量,分别拟合出两者之间的函数关系,以此提出一种适用于不同老化程度油浸纸水分含量的评估方法。     

电流、电位时域谱在绝缘介质介电特性表征中的应用研究综述

随着人类社会对电力系统安全性与稳定性需求的不断提高，以及近年来我国能源、国防等领域的飞速发展和进步，提高绝缘介质以及新型电工材料的介电性能和绝缘可靠性的需求也在与日俱增。准确评估绝缘的介电性能和老化状态是保障绝缘结构长期稳定运行的前提，同时对新型电工材料的研发也具有一定的指导意义。该文综述了时域介电谱中的电流时域谱和电位时域谱在绝缘介质介电特性表征和绝缘状态诊断中的应用，详细阐述极化去极化电流谱、等温松弛电流谱、热刺激电流谱和交流时域谱以及表面电位衰减谱和回复电压谱的基本测量原理和分析方法，指出当前时域介电谱在应用中存在的局限性，并展望多种测试技术的联合应用将是实现对电介质介电特性全面表征的有效途径。     

基于PDC的多应力老化乙丙橡胶电缆绝缘状态评估

为了能准确地评估乙丙橡胶电缆的绝缘老化状态,搭建了多应力加速老化试验系统。测量了不同老化周期后电缆试样绝缘的极化与去极化电流,通过等温松弛理论和扩展德拜模型分别提取了老化因子A和低频介质损耗因数(tanδ_(0.1 Hz))来评估电缆绝缘的老化状态。结果表明:老化因子A与tanδ_(0.1 Hz)对表征乙丙橡胶电缆绝缘的劣化状况具有很好的一致性。随着老化程度的加深,老化因子A呈指数增长规律,tanδ_(0.1 Hz)也逐渐增大。由PDC法得到的老化因子A和tanδ_(0.1 Hz)都能较好地评估乙丙橡胶电缆的绝缘状态。     

基于极化-去极化电流法变压器油纸绝缘老化状态评估

为了能准确快速地评估变压器油纸绝缘的老化状态,利用极化-去极化电流法(PDC)对变压器油纸绝缘的老化状态进行研究。通过在实验室内对不同运行年限的变压器进行PDC测试,提取直流电导率、非线性系数和低频介质损耗等特征参量,同时在现场对变压器进行PDC测试,提取相应的特征参量。结果表明:在实验室无干扰的情况下,PDC能有效分辨出变压器油纸绝缘的不同老化状态。在现场干扰严重情况下,PDC测试方法具有较好的抗干扰能力,特征参量对变压器油纸绝缘的老化状态比较敏感,可定性评估变压器油纸绝缘的老化状态。     

氧化锌避雷器绝缘老化与检测技术实验研究

为了对避雷器在运行过程中的绝缘状态进行评估,文中在实验室搭建了避雷器高压实验系统,模拟避雷器运行工况老化,测试电压5 kV~13.6 kV,温度为20℃~60℃,相对湿度为20%~80%,盐密度为20 g/L~160 g/L。此外,对避雷器在200℃下进行了100 h加速热老化实验。实验过程中实时监测氧化锌避雷器泄漏电流及其阻性分量,并以其为主要特征量,建立BP神经网络模型,以泄露电流及其阻性分量和环境变量作为输入量,绝缘状态为输出量,对避雷器老化过程中的绝缘状态进行评估。实验测试结果表明,该模型对绝缘状态评估的相对误差在1%以下,并能有效去除环境因素对避雷器绝缘状态评估的干扰。     

变压器油纸绝缘老化介电谱特性及特征量研究

为了研究系统的老化状态和水分含量对油纸绝缘介电响应特性的影响,测量了在相同试验条件下,经过相同处理油浸纸板试样的去极化电流、频域介电谱以及含水率,获得时频域的介电响应特性曲线,利用最小二乘法、扩展Debye模型对去极化电流曲线进行拟合,分析拟合结果,得到热老化对松弛时间较长的扩展Debye支路影响较为明显;利用Davidson-Cole模型对不同老化程度及不同含水率试样的频域介电谱实测曲线进行拟合,并提取介电特性相关参数,得到松弛时间随老化程度加深和含水率的增大均呈减小趋势,此变化规律可用于对变压器油纸绝缘老化状态和含水率的评估。     

去极化电流法对10kV电缆绝缘老化诊断的研究

为了对10k V运行电缆绝缘状态进行简单、快速评估,提出一种基于去极化电流的诊断方法,对水树老化交联聚乙烯电缆绝缘状态进行评估,并对其诊断参数进行了研究。首先通过水树加速老化装置在电缆样本中生成明显的水树。然后采用虚拟仪器(Labview)配合Keithely皮安表与高压真空开关系统完成去极化电流控制采集平台的搭建。利用搭建的测试平台对不同长度和不同老化时间的电缆样本进行去极化电流测试,通过对去极化电流曲线的积分,提出了基于去极化电流放电量的电缆绝缘老化判别方法。结果表明:长电缆的去极化放电量远大于短电缆,老化电缆的放电量大于新电缆,且老化程度越严重,稳定后去极化电流值越大。说明该去极化电流法能准确有效判别电缆绝缘老化问题。