基于PDC法的水树老化电缆绝缘诊断

为对10 k V运行电缆的绝缘状态进行简单、快速诊断,基于极化-去极化电流(PDC)特征研究了针对电缆水树老化的绝缘诊断判据。采用高频高压水针电极法对电缆实验样品进行加速水树老化,使用显微镜定期观察不同老化时期样品中的水树形态,并统计水树长度,同时使用PDC测试平台对水树老化样品进行测试。利用测得的极化和去极化电流曲线求得电缆绝缘层的直流电导率和非线性系数,分析两参数随样品老化程度的变化趋势及规律。结果表明:根据直流电导率和非线性系数的变化能有效判别电缆绝缘中的水树老化问题。     

XLPE电缆中的水树老化及其抑制

对运行一年又经预防性耐压试验而击穿的我国湿法生产的10千伏XLPE电缆的绝缘观测看出,它存在大量微孔水树,少量杂质水树,约1%的水树继发出电树.用人工杂质(针尖)在XLPE电缆中培养水树时,发现在5千伏电压下120小时就可以培养出明显的杂质水树和微孔水树.实验结果认为:应尽量减少原材料中的杂质含量以及改善工艺条件,来减小绝缘的微孔尺寸;在PE电缆配料中加入适当的添加剂可以抑制水树生长.本文通过试验认为,十二烷基酸添加剂是一种有效的水树生长抑制剂.     

XLPE水树老化电缆注入式修复研究

通过建模仿真、电气性能测试以及观测电缆水树区域微观结构变化,利用注入式技术修复老化样本;通过测量修复前后电缆样本的介质损耗正切以及对修复液在XLPE电缆内部的扩散进行有限元仿真,阐述修复液对老化电缆电气性能改善以及其在电缆内部的扩散情况;同时通过SEM技术观测到电缆水树区的微孔数量明显减少,且存在纳米级颗粒填充物质。结合实验和仿真结果,证实注入式修复技术能有效改善老化电缆绝缘性能。     

基于PDC法的核电站XLPE电缆辐照老化研究

为了对辐照老化后的核电站用中压交联聚乙烯(XLPE)电缆的绝缘状态进行评估,首先对电缆进行不同程度的辐照老化,研究不同辐照剂量下电缆的极化去极化电流,分析0.1 Hz介质损耗因数、直流电导率等老化参数的变化规律。然后使用改进的3支路Debye模型对电缆绝缘进行拟合,得到不同辐照剂量下的支路电阻与支路电容,对电缆的老化情况进行评估。结果表明:核电站用XLPE电缆在低辐照剂量(小于216 k Gy)下的支路电容与支路电阻变化较小,随着辐照剂量的增加,支路电阻大幅下降,支路电容大幅上升,电缆直流电导率、介质损耗因数不断上升,并与断裂伸长率、氧化诱导时间的测试结果相符,验证了PDC方法可以有效地检测辐照老化电缆的绝缘情况。     

基于PDC法的核级中压电缆老化状态研究

对核级中压电缆开展热-水树和辐照-水树老化试验,基于PDC法对不同老化时间的核级中压电缆进行测试,得到不同电压下的电导率,并通过电导率得出不同老化条件下的非线性系数。结果表明：随着老化时间的增加,两种老化条件下电缆试样的非线性系数均呈逐渐增大的趋势。在热-水树联合老化条件下,随着老化时间的增加,O-H键的吸收峰强度增强,说明电缆试样水树老化越严重;在辐照-水树老化试验中,O-H键的吸收峰强度略有增强,说明水树老化程度有所增加。同时,水树老化电缆试样的红外光谱虽然在1 640 cm-1附近出现了O-H键的特征峰,但该峰值随着辐照剂量的增加变化较小。因此,红外光谱测试中O-H键吸收峰的结果不能良好地反映电缆的辐照老化状态,而只能反映水树老化状态。     

检测XLPE电缆绝缘水树老化状态的超低频方波-工频叠加法研究

本文提出了能有效检测ＸＬＰＥ电缆绝缘水树老化状态的超低频方波－工频电压叠加法新技术,对含水树ＸＬＰＥ电缆分别放加单极性方波和正负对称方波电压叠加工频电压所产生的响应电流特性进行了实验研究,找出了最佳叠加工频电压值,最后对产生超低频方波－工频电压叠加电汉响应的机理及其检测的影响因素进行了探讨。     

XLPE水树老化电缆的绝缘修复技术综述

交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘的水树老化是导致其绝缘水平下降与运行寿命缩短的主要因素之一,随着电缆敷设里程与运行年限的不断增加,城市电网中因水树而导致的电缆"老龄化"问题也日益突出。而绝缘修复技术能够明显提升水树老化电缆的绝缘性能,延长其使用寿命。本文阐述了绝缘修复技术的原理、应用优势,回顾了修复技术的发展历程,介绍了修复技术的成功应用案例,分析了大规模使用修复技术亟待解决的问题,以期对修复技术的未来发展与工业应用提供借鉴。     

高频电压加速XLPE电缆绝缘水树老化研究

在原有水浴法的基础上,采用高频电压对XLPE电缆进行加速老化试验,对老化后的电缆切片样品进行光学显微镜观察,并对不同老化时间电缆样品中的水树进行了统计分析。结果表明:XLPE电缆在高频电压下老化后,在人为孔洞附近会产生水树缺陷,随着老化时间的增加,水树数目增多,水树平均长度逐渐增加,其中电缆老化250 h后的水树平均长度为857μm。     

绝缘老化对定子温升的影响

叙述了一种根据运行经验和计算来研究绝缘老化对定子温升影响的方法,计算结果与发电机长期的运行和试验经验是一致的。     

XLPE水树老化电缆介电响应下非线性研究

为了准确评估XLPE电缆的绝缘状态,利用极化-去极化电流法对不同水树长度电缆进行测试,并研究XLPE水树电缆介电响应时的非线性特性。通过测得的极化-去极化电流曲线及扩展Debye模型,对XLPE电缆的介质损耗因数(tanδ(0.1 Hz))和直流电导率(σ)进行计算,利用tanδ(0.1 Hz)和σ随电压变化趋势来反映XLPE电缆非线性特征,并分析了其非线性特征与水树电缆老化状态的关系。结果表明:水树电缆在时域的去极化电流和介质损耗因数在频域的低频段都表现出非线性特征,在频域下tanδ(0.1 Hz)的非线性特征比时域下σ的非线性更明显;XLPE水树电缆具有明显的从线性到非线性的转折电压,水树长度越长转折电压越低。上述特性可用于对XLPE老化电缆是否存在水树和水树严重程度进行判断。     

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。     

加速水树老化对XLPE电力电缆绝缘性能的影响

交联聚乙烯(XLPE)因具有稳定的理化性能和良好的电气性能而被广泛应用于中高压电缆绝缘中,而电缆长期运行会导致其内部绝缘的化学成分和物理形态的变化。为此,通过加速水树老化实验研究了水树老化对10kV交联聚乙烯电缆绝缘材料理化性能和介电性能的影响。随着老化时间的延长,发现电缆的外层绝缘首先发生化学结构变化,结晶度和密度减小,试样内外层热失重温差增大,熔融温度点向低温偏移,并且发现在介电损耗谱的低频段出现了新的损耗峰。理化和介电两个方面的分析结果表明,老化首先发生在外层绝缘,在电应力和机械应力的作用下,绝缘内部出现微观缺陷,表现为微观结构的变化。提出加速水树老化的物理和化学过程,阐明了水树老化过程对电缆绝缘材料性能的影响机制。     

XLPE 电缆绝缘水树老化的无机修复机理及试验分析

为解决电网中大量运行电缆的水树老化问题,采用一种能生成TiO2无机颗粒的修复液对水树老化交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘进行修复,研究了修复效果和绝缘提升机理。将修复液与水直接反应,利用数字电桥和扫描电镜(SEM)研究生成物的介电性能和微观特征。用水针电极法加速XLPE电缆绝缘水树老化,利用修复液对老化绝缘进行修复,测量了样本的击穿电压。通过SEM和能谱分析(XPS),对水树内的填充物进行了观察和分析。实验结果表明:该修复液能扩散到水树区域消耗水分、生成绝缘性能良好的有机-无机复合填充物填充水树空洞;同时,分析认为生成的大量TiO2颗粒能均匀电场、吸收紫外光、降低热电子加速,使修复后样本的击穿电压高于老化样本和新样本的击穿电压。通过实验研究证明,该修复液不但能修复水树老化电缆绝缘,还能进一步提升老化区域的击穿性能。     

温度对PDC法测试冲击电容器结果的影响研究

为了研究不同测试温度对冲击电容器极化去极化电流法(PDC)测试结果的影响,对未老化和热老化10天的冲击电容器分别进行了20℃、40℃、60℃、80℃下的PDC测试。通过分析不同测试温度下的极化去极化电流,得到了冲击电容器不同测试温度下的直流电导率、0.1 Hz下的介质损耗因数值(tanδ)和时间常数不对称系数(τ_as)。结果表明,随着测试温度的上升,冲击电容器热老化前后极化电流、直流电导率及0.1 Hz下的介质损耗因数值均随着测试温度的升高先增大后适当减小。而时间常数不对称系数虽然随着温度变化有一定的波动,但变化并不明显,因此,在对冲击电容器进行PDC测试时可选择时间常数不对称系数作为判断冲击电容器绝缘状态的依据。     

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。     

交联聚乙烯水树老化电缆电气性能与水树区域含水量的关系

为了深入了解交联聚乙烯(XLPE)水树电缆电气性能的变化特征,利用极化-去极化电流法测量老化电缆样本不同老化时期的直流电导率和0.1 Hz介损,并使用显微镜和红外光谱仪观测老化电缆样本水树区域含水量,研究不同水树老化时期的电缆电气性能和水树生长之间的关系。研究表明,老化电缆的电气性能和水树长度不呈正相关关系,而和水树区域含水量具有密切关系。     

交联聚乙烯电缆中的水树

水树对交联聚乙烯电缆运行寿命有害。本文通过在交联聚乙烯绝缘料试片和原尺寸交联聚乙烯电缆上进行的加速水树引发试验,观察研究水树枝的生长特性,比较二种不同交联方法对水树生长的影响。最后探讨了形成水树的可能机理。     

基于水树微观结构特征的水树老化电缆PDC支路参数特征

为了研究水树老化电缆极化-去极化电流(polarization and depolarization current, PDC)支路参数变化特征及原因,分析了水树微观结构特征,并揭示了水树微观结构对电缆PDC支路参数的影响。对短电缆和长电缆样本进行加速水树老化,利用PDC检测样本极化–去极化电流,并计算老化样本Debye模型三支路参数。利用光学显微镜观测短电缆样本中的水树形态,利用扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)观测水树区域微观形貌。PDC三支路参数辨识结果表明,水树老化样本第3支路时间常数显著高于未老化样本。另外,第3支路电容增加量高于电阻减小量。微观观测结果表明水树区域存在大量孤立微孔,分析认为,水树生长将造成材料分子链断裂及形成大量微孔–XLPE界面,导致材料偶极极化时间及界面极化时间增长,样本第3支路时间常数显著增大。另外,水树区域存在大量孤立微孔,其限制了离子在水树区域的运动,从而导致样本第3支路电容增大量高于电阻减小量。     

大气老化对电缆橡皮性能的影响

<正> 我们对敷设在苏联雅库梯亚和托木斯克寒冷地带的电缆橡皮的耐大气老化性能,进行了试验研究。雅库梯亚地区气候的特点是空气湿度低,有显著的低温作用,在高温和低温之间温差在零度上下突变较大。在材料老化期间,每年的月平均温差分别为:托木斯克是-25℃至21℃,雅库梯亚是-40℃至-17℃,气温最高达35℃,最低为-54℃。在雅库梯亚和托木斯克地区常年有许多晴天,例如在一个月内托木斯克市有12～20     

有机硅水树修复对交联聚乙烯电缆绝缘理化性能的影响

为了研究电缆水树修复技术的长期作用效果,采用水针电极老化法获得水树老化交联聚乙烯(XLPE)电缆样本,对其中一组样本进行注入式修复,另一组不做处理,然后对两组样本同时进行电热老化实验,对比分析两组样本的微观结构和理化性能变化。显微镜观测结果表明,电热老化相同时间后,修复样本水树区域有修复生成的填充物存在。差示扫描量热(DSC)结果表明,电热老化使得XLPE熔程变窄,结晶度变小,电热老化相同时间后,修复样本的熔程和结晶度均大于未修复样本,并且修复样本的结晶速率大于未修复样本。分析认为修复液与水分子反应的生成物有效填充修复了水树空洞,并进一步限制了水分子的扩散迁移,一定程度上减缓了老化对材料的破坏。