基于超低频介损和U-I滞回曲线的XLPE电缆水树老化状态评估EI北大核心CSCD

为准确地评估交联聚乙烯(cross linked polyethylene,XLPE)电缆的水树老化程度,该文提出一种基于超低频介损和U-I滞回曲线的评估方法。对3组XLPE样本分别进行0、96和168h的加速水树老化,老化结束后采用快速超低频介损设备(very-low frequency dielectric loss detector,iFDS)在1mHz~1kHz范围内测试不同水树老化状态的XLPE电缆的介电频谱和不同频率下U-I滞回曲线。结果发现:水树老化后的电缆段在超低频段(1mHz~0.1Hz)的介损值显著增大,并在0.002和0.1Hz附近出现两个明显的松弛损耗峰。老化越严重的试样,U-I滞回曲线形变越严重。水树老化后电缆绝缘中产生了新的松弛极化过程,相较于单一频率0.1Hz下的介损值,超低频介电谱能够提供更丰富的绝缘状态信息。在1mHz下,U-I滞回曲线特性的偏转角变化率与曲线形变率均随超低频介损值的上升而增大,能够更加准确地评估电缆绝缘的水树老化程度。将超低频介损结合U-I滞回曲线可以有效地评估电缆绝缘的水树老化程度。     

基于0.1Hz超低频介损检测的配电电缆分析与评价

超低频介质损耗检测是一种判断电缆绝缘老化程度的有效手段,开展城区配电电缆检测是配电运维检修的一项重要工作。本文阐述了超低频介损的原理及评判标准,分析了一条典型的电缆检测案例,并统计了2019年度城区电缆介损检测情况。结果表明电缆运行年限的增加会导致介损合格率降低,同时对今后待测电缆的选定和老化电缆排查提供了一定的指导作用。     

XLPE电缆绝缘老化修复技术的工程应用研究

通过水针电极老化法加速XLPE电缆绝缘产生明显水树,采用一种硅氧烷修复液对水树老化XLPE电缆绝缘进行修复,比较了修复前后老化XLPE电缆绝缘的介损和直流泄漏电流,并通过显微镜和扫描电镜（SEM）对水树及其内部的填充物进行了观察。结果表明：修复液能扩散到水树内消耗水分,生成绝缘性能良好的填充物填充水树空洞,使介损和泄漏电流明显下降,绝缘性能逐渐恢复到接近老化前水平。利用修复液对老化样本绝缘进行修复,对现场运行老化电缆进行了绝缘修复实验表明,修复后电缆的介损和直流泄漏电流下降一半以下,显著提高了水树老化运行电缆的绝缘性能。     

XLPE老化过程中交流绝缘参数特性

介绍了实验室中,XLPE电缆绝缘水针法加速工频老化实验及所测绝缘交流特征参数(介损、电容和电导等)。研究结果表明XLPE老化过程中的交流绝缘特征参数与其老化程度相关,不同老化阶段的特性不同.根据特征参数的变化规律可有效判断XLPE电缆绝缘老化状况。     

基于超低频介损检测的电缆绝缘性能评估与影响因素分析

通过制定超低频介损检测方案与评判标准,应用超低频介损检测技术检测北京地区124条电缆的绝缘性能,并对异常状态的电缆进行解体分析。根据检测结果,从电缆投运年限与敷设方式两方面分析了电缆绝缘性能的影响因素。结果表明:在北京地区,大部分电缆绝缘故障由接头进水引起,运行初期的部分电缆由于安装不当等人为因素容易导致其绝缘损坏,运行末期的电缆由于水树枝老化等原因导致其绝缘性能相对较差;管井与隧道敷设方式存在影响电缆绝缘性能的问题,电缆绝缘老化相对严重。研究结果可为电缆绝缘性能的评估提供技术指导。     

水树老化电缆的超低频介损不对称现象研究

水树是交联聚乙烯(XLPE)电缆老化的一种重要形式,基于短时极化/去极化电流(PDC)测试方法,分析了水树缺陷引起的极化/去极化过程中的超低频介损不对称现象。实验模拟电缆实际运行中遇到的老化情况,对实验室短、长电缆进行人工加速老化,分析电缆水树老化前后的低频介质损耗特性。为了进一步说明该现象,引入了超低频介损不对称系数(Kas)量化不对称程度,构建电缆等效电路模型协同Comsol仿真,对其加以分析。结果表明:水树老化会使得电缆极化超低频介损大于去极化超低频介损,呈现明显的不对称性。将电缆等效模型中去极化电路绝缘提升,Comsol仿真显示通过水树区域的电流减小。     

运行老化XLPE电缆导体屏蔽层侧绝缘缺陷分析

运行老化交联聚乙烯(cross-linked polyethylene, XLPE)电缆导体屏蔽层侧的绝缘缺陷尚未引起充分关注。该文对新电缆及退运的老化电缆进行了超低频介损和微观理化性能对比测试,发现退运电缆处于严重老化状态,且导体屏蔽层侧的绝缘内部存在连续的片状老化缺陷。对退运电缆进行扫描电镜测试发现,导体屏蔽层与内侧绝缘层存在大量微孔。能谱分析证明,电缆老化后的导体屏蔽层及内侧绝缘中均有少量铝(Al)元素的存在。进一步采用红外光谱测试发现导体屏蔽层中的乙烯共聚物(ethylene-vinyl acetate copolymer,EVA)产生了老化降解,且内侧绝缘存在较为明显的羰基与羟基的红外吸收峰。因此,电缆运行过程中导体屏蔽层中的EVA可能存在一定程度的老化降解,降解产物进入绝缘内部参与XLPE的氧化降解反应,进而导致了导体屏蔽层侧的绝缘内部出现连续片状老化缺陷。     

基于电缆绝缘寿命扩展技术的现场退运电缆修复效果研究

首先采用超低频(VLF)介损测试法和显微镜观察法分析退运电缆的绝缘水平,然后通过修复系统向电缆缆芯注入有机-无机复合修复液.修复24 h后,通过扫描电镜(SEM)和红外光谱(IR)两种微观测试方法对生成的填充物进行分析,并采用VLF介损测试法和击穿电压测试法对修复后的电缆绝缘水平进行分析.微观测试结果表明:注入有机-无机复合修复液后,修复液在电缆绝缘层内部渗透和反应过程中会填充微孔和缺陷,修复后电缆绝缘中的微孔数量和尺寸均小于未修复样本,同时表征水分的羟基特征峰明显降低.VLF介损测试结果表明,修复后的电缆各项性能指标增强,击穿电压得到了提高.证明有机-无机复合修复技术能够有效提升现场退运电缆的绝缘性能并延长电缆绝缘寿命.     

基于超低频介损的XLPE电缆绝缘受潮检测判据研究

电缆超低频介损测试技术在国内刚刚起步,所采用的IEEE Std 400.2-2013超低频介损判据并不完全适用于我国本土化XLPE电缆,开展电缆超低频介损检测的研究迫在眉睫。因此,本文通过加速水树老化实验验证超低频介损检测对于水树劣化检测的有效性,并开展现场测量,对所测252组数据进行状态分级,发现介损变化率为负的电缆线路处于注意或异常状态,多处于异常状态；且介损的波动值可更加清晰直观反映电缆运行状态。因此,在现有的电缆超低频介损三大判据之外,提出了新的特征量反向介损变化率和介损极差,吸纳韩国Skirt介损判据,最终形成更为完善的超低频介损检测判据体系,为我国配网电缆超低频介损老化状态评价规程的制定提供了参考。#$NL关键词：XLPE电缆；超低频介损；电缆水树；检测判据；反向介损变化率；介损极差#$NL中图分类号：TM854     

基于频域介电谱分析的高压套管绝缘状态评估

为了解决高压套管现场检测手段有限、诊断准确性差的问题,改善目前高压套管事故多发的现状,采用新型无损检测方法对高压套管绝缘老化和受潮状态进行评估,对提高高压套管的运行可靠性具有重要意义。笔者采用基于介电响应理论的频域介电谱法(FDS),对3支结构相同的油纸绝缘高压套管在不同温度、含水量以及热老化时间下FDS测试的介损频率曲线进行了对比和分析,通过0.01¹ 000 Hz频段的FDS测试的介损频率曲线来评估套管纸绝缘的含水量。研究结果表明,FDS测量的套管介损频率曲线受温度、含水量和老化时间等因素的影响,介损频率曲线的低频部分对套管纸绝缘含水量更敏感,而通过FDS测试评估套管纸绝缘含水量也可定量分析套管内部纸绝缘的老化和受潮状态。相比传统工频介质损耗测量,频域介电谱测量能够更灵敏和较全面地反映套管内部绝缘老化和受潮状态,具有较好的工程应用价值。     

高压频域介电谱诊断XLPE电缆局部绝缘老化缺陷的研究

热老化和水树老化是导致交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘性能下降的重要原因,及时发现和处理热老化和水树老化缺陷,对于电缆安全运行具有重要意义.为了解决超低频(0.1Hz)介电损耗检测对电缆局部老化检测灵敏度不高、无法实现老化缺陷类型区分的问题,开展高压频域介电谱诊断XLPE电缆绝缘老化缺陷的研究.通过加速老化,制备了水树老...     

基于冲击介电响应法的电力电缆绝缘状态评估

为了解决传统频域介电谱法在电缆绝缘测试中的不足,提出一种基于冲击电压的介电响应法用于评估电缆绝缘状态。首先从理论上对冲击介电响应法进行推导,然后从仿真角度分析用该方法评估电缆绝缘状态的可行性,最后搭建了冲击实验平台,并对不同老化时长的短电缆样本进行测试。结果表明:冲击介电响应法能够反映出电缆在较宽频率范围下的介质损耗变化,老化电缆的介质损耗因数随着频率升高出现回升现象,且随老化时间的增加其回升程度更为明显。研究结果表明冲击下的介电响应特征能有效评估电缆的绝缘老化状态。     

XLPE电缆水树枝老化的介损检测方法分析及试验研究

介绍了介损正切(tanδ)与交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘水树枝老化的关联性,分析了工频电压下电桥法、0.1 Hz超低频电压下、串联谐振条件下现场测量XLPE电缆tanδ的适用性及优缺点。对比发现,0.1 Hz超低频电压下测量tanδ的方法得到广泛研究和认同,但超低频时tanδ值不能表征XLPE电缆工频电压下的绝缘状况;工频电压下用电桥测量tanδ能够反映XLPE电缆真实绝缘状况,电桥容量较小限制了该方法使用范围;串联谐振装置测量tanδ能基本反映XLPE电缆真实绝缘状况,配套设备体积大制约了其应用。给出用工频介损测试仪测量tanδ的结果,初步表明在配电电压下、长度较短时用电桥法测量tanδ,发现XLPE电缆绝缘内部存在严重水树枝老化缺陷。     

基于介电性能的电缆热老化及辐照老化检测技术研究

通过研究电缆的热老化和辐照老化机理及其对绝缘材料介电性能的影响,探讨了基于电气性能对电缆进行无损检测的可行性。以两种交联聚烯烃材料的核级低压电缆为对象,通过加速老化试验模拟其全服役寿期,测试老化试样的断裂伸长率、红外光谱、氧化诱导温度以及介电损耗频谱,以研究电缆绝缘随热老化和辐照老化的性能下降规律。结果表明:热老化机理和辐照老化基本一致,都是基材的高分子链断裂氧化和添加剂(如抗氧化剂)含量减少共同作用的结果,其中添加剂的挥发对绝缘介电频谱的影响可能起主导作用。通过单个频率或某特定频率范围下的介质损耗大小来评价电缆绝缘热老化和辐照老化可能不具备普适性,而应在更宽的测试频段中获取信息。     

考虑负荷特性的XLPE电缆绝缘老化程度研究

为了规避传统介损在线监测法带来的电流传感器测量误差以及环境的影响,建立了基于泄漏电流矢量差的电缆相对绝缘老化程度的判断依据。首先,分析了基于电缆不同连接方式的电缆介损;然后,在考虑电缆所接负荷的负荷特性的基础上,分析了泄漏电流的变化特性,得出了接地电流的变化量与泄漏电流的变化量相同,可以通过接地电流值的变化特性判断电缆绝缘老化程度的结论。最后,利用仿真分析了改变电缆绝缘等效阻抗模拟电缆绝缘老化情况下,电缆泄漏电流与接地电流的变化特性,验证了理论分析的准确性与有效性。     

超低频与变频谐振电压下电缆缺陷检测性能的比对分析

超低频与变频谐振电压测试是电力电缆绝缘状态检测的有效方法.对不同类型的电缆缺陷检测方法进行了综合比较,给定了不同检测手段的优缺点及适用环境.针对超低频与变频谐振测试,通过设计电缆缺陷试品与搭建现场仿真测试平台,比较了两种方法对电缆相同缺陷的检测性能.试验结果表明,超低频测试与变频谐振测试均可实现对局部放电的有效检测,但是超低频检测在介损测量试验中的表现并不理想.     

电缆温升对PDC法检测水树老化电缆结果的影响

为研究不同测试温度对水树老化电缆的极化去极化电流法(PDC)检测结果的影响,采用水针电极法对10 kV XLPE短电缆进行90天加速老化,并在恒温恒湿下对老化前后电缆进行了PDC测试。通过分析电缆样本的极化去极化电流,获取并考察了电缆样本的电导率及低频介质损耗谱。结果表明:在实验选取的测试温度下,电缆老化前后的电导率随温度变化的规律相同,均在40℃略微下降后随温度逐步上升;介质损耗谱中,未老化样本的极化强度低,极化损耗随温度变化较小,介损主要受电导率影响,故测试结果明显分为两个区域。水树老化样本的极化强度较大,受温度影响明显,其低频介损随温度上升呈现先上升后下降的趋势,并在60℃出现最大值。     

核电厂退运乙丙橡胶电缆的老化特性分析

为了探究核电厂运行老化乙丙橡胶(EPR)电缆的绝缘老化特性及机理,对核电厂退运中压乙丙橡胶电缆进行了微观结构和介电性能测试。结果表明:退运乙丙橡胶电缆绝缘径向存在非均匀老化现象,内外侧绝缘中均存在大量微孔。与外侧绝缘相比,内侧绝缘中微孔分布更加密集,含氧基团的红外特征吸收峰强度更大,电导率与介电常数也较大。根据红外相对吸收比R_n可以辅助判断电缆的非均匀老化程度。     

大型电机定子线棒主绝缘老化性能的介电响应研究现状

介电响应法(Dielectric Response Method,DRM)是一种近年蓬勃发展的绝缘体系无损检测技术,对确定发电设备绝缘体系老化状态具有十分重要的作用。目前利用极化/去极化电流法(PDC)、频域谱(FDS)、热刺激去极化电流(TSDC)等介电响应法研究电机绝缘老化状态已经成为热点方向。国内外学者利用介电响应法研究绝缘老化状态取得了较好的成果,为建立绝缘老化状态的介电响应无损检测方法、指导电力系统机组评估诊断绝缘老化状态奠定了理论基础。为提高我国制造业创新能力,掌握无损检测大型电机定子绝缘缺陷关键技术,国内需要在此方面深入开展研究工作。     

应用频域介电谱法的高压套管状态评估

介绍了频域介电谱测试的原理和测试方法,对一支存在疑似缺陷的套管进行了频域介电谱测试,并结合套管局部放电试验进行对比分析。结果表明采用0.01～1000Hz频段的频域介电谱测试获取套管介损频率曲线,能够较灵敏检测套管内部绝缘介质老化、受潮以及内部异物等状况。频域介电谱测试应用于高压套管绝缘现场诊断,其实施简单、抗干扰能力强,可作为传统检测方法的补充,具有较好的工程实用价值。