一种基于石墨注入的高压电缆缓冲层修复方法研究

近年来，高压电缆缓冲层烧蚀故障频发，为解决这一问题，本研究建立XLPE电缆仿真模型，研究不同电阻率下缓冲层的电场分布特性；基于故障机理提出了缓冲层修复方案与全套现场修复工艺，分别对长度为1.2 m和6 m的220kV高压交联聚乙烯故障电缆进行修复试验，并从接触电阻与电容电流两个角度对修复效果进行评价。结果表明：随着缓冲层体积电阻率的升高，缓冲层与铝护套之间电场畸变严重，极易引发局部放电，从而引起电缆故障；而随着缓冲层体积电阻率的下降，缓冲层与铝护套间的电气连接逐渐恢复，电场分布趋于均匀。注入导电修复介质后，缓冲层与铝护套之间的电阻下降幅度可达41.67%，表明缓冲层与铝护套电气连接性能得到恢复。     

不同状态下220 kV硅橡胶电缆接头材料微观结构和性能研究

为研究硅橡胶材料的老化特征,分别选取全新未运行、正常运行提前退役和运行中发生故障的220 k V硅橡胶电缆接头,通过测量凝胶含量和傅里叶红外光谱研究接头绝缘材料的微观结构变化;并对其拉伸和抗撕裂强度等力学性能,以及相对介电常数、介质损耗因数、体积电阻率和电气强度等电气性能进行测试分析。结果表明:在电、热、力老化或接头故障产生的短时高温作用下,硅橡胶绝缘的交联网络受到一定程度的破坏,从而使拉伸强度降低,断裂伸长率升高,同时体积电阻率明显下降。相较全新试样,退役试样和故障试样的绝缘-半导电界面撕裂强度均有所下降。运行状态对绝缘材料的介电强度没有显著的影响。     

在运水树老化电缆绝缘性能提升技术的应用

基于硅氧烷的水树老化电缆修复技术为解决配网电缆老化问题提出了新的解决方案。介绍了水树老化交联聚乙烯电缆修复技术,分析了其在实际应用中对电缆绝缘性能的提升效果以及注入技术的相关检测手段,实际案例中运行电缆的现场修复测试结果表明,修复后老化电缆的绝缘性能有明显提升,并成功并网运行,说明该修复技术对老化电缆绝缘性能有良好的恢复作用。     

电力电缆故障定位寻测方法简介

机械损伤、设计失误、材料缺陷、绝缘受潮或老化、过电压击穿、接头制作工艺不良和护套层腐蚀等都会引起电缆故障，为了不影响供电，需快速查找出电缆故障的性质及位置。文中介绍了几种电力电缆故障定位寻测的方法及目前较先进的寻测电缆短路故障的新技术和新设备。     

电力电缆线路交接试验标准中电缆绝缘电阻规定的探讨

对电力电缆线路交接试验中电缆绝缘电阻以及外护套和内衬层绝缘电阻试验进行了研究,分析了绝缘电阻的原理以及测量方法,通过理论研究和数值计算得到了电缆外护套和内衬层绝缘电阻的合理的技术规定,对相关标准和规范的修订提出了建议,并通过计算给出了电缆护套和内衬层材料的体积电阻率的最低要求值,供相关人员参考。     

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。     

硅橡胶绝缘裂纹缺陷的等离子体修复研究

为研究等离子体技术在电力设备绝缘缺陷修复方面的应用效果，本文开展了电缆终端硅橡胶绝缘裂纹缺陷的等离子体修复研究。在硅橡胶绝缘试样表面人工模拟划痕缺陷，以正硅酸乙酯为前驱物，氩气作为载气，通过等离子体射流平台对硅橡胶绝缘表面划痕开展修复实验，研究了等离子体处理时间对附件绝缘缺陷修复效果的影响，测量了等离子体修复前后绝缘样品的体积电阻率和沿面闪络电压。同时采用多针电极对修复前后的绝缘样品开展电晕老化实验，并对老化前后的样品表面特性进行了测量。结果表明：等离子体修复可以有效提高硅橡胶绝缘表面缺陷处的闪络电压和体积电阻率，当修复时间为4 min时，缺陷附近的绝缘特性接近完好试样；电晕老化导致绝缘分子链断裂，使绝缘缺陷处的电气性能进一步下降；经过等离子体修复后的绝缘样品，其体积电阻率、闪络电压和击穿场强在电晕老化后仍高于未修复的缺陷试样，表明等离子体修复硅橡胶绝缘样品的抗电晕老化效果较好。     

微胶囊对聚乙烯材料绝缘性能的影响研究

聚乙烯电缆在长期运行过程中,难免会出现裂缝缺陷,产生局部放电等故障,威胁电网的正常运行,掺杂微胶囊的聚乙烯复合材料可以实现裂缝的自修复.为了研究修复前微胶囊对聚乙烯材料绝缘性能的影响,本研究制备纯聚乙烯样品和掺杂不同浓度(0、0.5％、1％、5％、10％)微胶囊的聚乙烯复合样品,在满足基本性能的基础上,测定其体积电阻率和交流电气强度.结果表明:掺杂少量微胶囊(≤1％)的复合样品,其体积电阻率较纯聚乙烯样品明显增大;但当浓度较大(＞1％)时,体积电阻率减小.另外,和纯聚乙烯样品相比,复合材料的交流电气强度均下降,但当浓度≤1％时,下降幅度较小,可以满足电缆的正常运行要求.这主要与材料的结晶度、掺杂微胶囊后产生的界面效应、微胶囊本身特性有关.总体来说,当掺杂微胶囊的浓度≤1％时,聚乙烯复合材料的绝缘性能可以满足电缆正常运行的要求.     

中高压XLPE电缆故障种类及机理辨析

以设备故障的浴盆式曲线为主线,描述了中高压XLPE电缆的故障种类,并对其故障机理进行了剖析。归纳分析显示,XLPE电缆的初期故障主要为电缆附件故障,主要由附件安装缺陷、附件与电缆绝缘尺寸不匹配等引起,也包含绝缘材料缺陷所导致的电树枝击穿,以及安装未严格按设计要求进行所导致的电缆局部过热所引起的绝缘击穿事故;末期故障主因为绝缘老化,主要出现在电缆本体,如水树枝逐渐生长最终引起电树枝击穿等;导致中期故障的原因最难判别,因为中期故障可能出现在电缆的任何位置,而且导致故障的原因较多,如主绝缘的电树枝、水树枝老化、电缆外护套损伤导致局部过热,以及由于电缆附件橡胶绝缘老化导致回弹力下降所引发的电缆绝缘故障等。     

电缆接头绝缘用硅橡胶热老化及超声特性

硅橡胶凭借其高弹性与优良的电气性能,广泛应用于预制式交联聚乙烯高压电缆接头的主绝缘中。但长时间的异常温升会加速材料的老化,导致其相关性能的下降,从而引发事故。为此设计并开展了预制式高压电缆接头绝缘用硅橡胶的加速热老化试验,对比分析了其热老化前后的微观结构、力学性能、电学性能与声学性能。结果表明:热老化后电缆接头硅橡胶绝缘残余的交联副产物挥发,侧链有机含量降低,主链间发生交联;随着老化温度与时间的增大,试样的断裂伸长率与拉伸强度逐渐下降,杨氏模量逐渐上升,导致柔顺性变差,材料逐渐硬化,弹性丧失;体积电阻率与相对介电常数略有上升,变化不明显,介电损耗因数随热老化的进行而降低;热老化后电缆接头绝缘用硅橡胶的超声声速显著增大,测试结果符合相关理论公式,与杨氏弹性模量的变化趋势良好对应,在评估电缆接头硅橡胶绝缘的热老化状态有广阔的应用前景。     

基于ATP的高压电缆金属护套多点接地故障仿真

高压电缆金属护套多点接地故障将导致护套环流值显著增大,从而加速电缆绝缘的老化,缩短电缆的使用寿命和输送能力,威胁电力系统的安全稳定运行。笔者对电缆护套环流进行了理论分析,建立电缆的Bergeron模型,利用电磁暂态程序对电缆护套多点接地时故障进行仿真,通过对接地线电流的分析,找出影响环流值大小的因素,以及环流与多点接地故障的相关性规律,为高压电缆护套绝缘的在线监测和故障诊断的判定提供参考。     

耐液体燃料油机车车辆电缆材料的研究

受矿物油和燃料油污染的机车车辆电缆，有单绝缘无护套结构，有一层绝缘加一层护套结构，绝缘（无护套结构）和护套不仅要有全面的物理机械性能，特别是经矿物油和燃料油浸溃后材料的体积膨胀率要求苛刻（不超过＋20％），经过一系列材料选择和大量的配方试验，设计出了符合国标GB12528．1－90GB12528．3-90要求的DCEH／3型电缆的材料配方，在耐燃料油电缆材料的开发方面取得了很大突破。     

耐液体燃料油机车车辆电缆材料的研究

受矿物油和燃料油污染的机车车辆电缆，有单绝缘无护套结构，有一层绝缘加一层护套结构，绝缘（无护套结构）和护套不仅要有全面的物理机械性能，特别是经矿物油和燃料油浸渍后材料的体积膨胀率要求苛刻（不超过＋２０％），经过一系列材料选择和大量的配方试验，设计出了符合国际ＧＢ１２５２８．１－９０、ＧＢ１２５２８．３－９０要求的ＤＣＥＨ／３型电缆的材料配方，在耐燃料油气缆材料的开发方面取得了很大突破。     

电力电缆讲座第一讲电缆的结构和特性(下)

5电缆护层 5.1电缆护层的作用 电缆护层是覆盖在电缆绝缘外面的保护层,它和导体、绝缘统称为电缆的三大组成部分.电缆护层包括护套和外护层.护套的作用是阻止水分、潮气和其它有害物质侵入绝缘层,以确保绝缘性能不变.外护层能够增加电缆受拉、抗压的机械强度,并对护套起到防腐蚀和免受各种环境因素损坏的作用.     

穿绝缘管单芯电缆护套故障快速精准定位装置的研发

现有的故障测寻仪器和电缆故障查找方法对35kV及以上穿绝缘管单芯电缆护套故障精确定点具有局限性,本文研发了一种新型定位装置,不仅大幅降低了测寻成本,且能在短时间内对穿绝缘管单芯电缆护套故障快速精准定位。     

硅氧烷对水树老化后的交联聚乙烯电缆的修复研究

采用了一种硅氧烷修复液对水树老化电缆进行绝缘修复,并对修复效果及水树尖端电场进行了分析和讨论。首先,采用水针电极加速老化系统对10kV交联聚乙烯(XLPE)电缆样本绝缘进行高频高压老化,直到电缆介质损耗因数达到20%左右。此后,通过压力注入式修复系统从老化样本缆芯注入修复液,修复液渗透进入绝缘进行修复。通过比较修复前后电缆介质损耗因数和击穿电压的变化,发现随着修复时间的延长,老化电缆的绝缘性能逐渐恢复到新电缆水平;同时,通过显微镜观察到水树空洞被反应生成的有机化合物有效填充,达到了消除绝缘层微孔中水分的效果。此外,通过修复液直接与水反应实验和电场有限元仿真结果,进一步证实该修复液能有效提升水树老化电缆的绝缘性能。结果表明,修复液能渗透到水树区并修复水树老化电缆。     

长期服役XLPE电缆绝缘的空间电荷与热性能

交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)具有良好的电绝缘性能,被广泛用于高压电缆的绝缘材料,但长期服役会使电缆绝缘遭受不同程度的老化,降低绝缘性能,造成供电故障。为了评估不同运行年限XLPE的绝缘老化状态,进行了陷阱参数、空间电荷、表面化学组成、热性能以及介电性能的测试与分析。结果表明,XLPE电缆随运行年限的增加,表面电位衰减速率和电荷陷阱密度逐渐增加;而且新电缆积聚异极性电荷,以深陷阱为主;运行过的电缆积聚同极性电荷,以浅陷阱为主。DSC测试获得的熔融–结晶性能结果显示随着运行年限的增加,XLPE电缆绝缘结晶度降低,使载流子更易在试样内部形成击穿通道;此外,浅陷阱对电荷的捕获能力较弱,导致材料的击穿场强降低。交联副产物的变化和羰基的形成使得电缆老化或故障时绝缘材料的浅陷阱密度增加。总之,随着服役年限的增加,XLPE电缆绝缘出现明显劣化,产生C=C键、C=O以及—OH等极性基团和物理缺陷形成新的陷阱,增加了介质的浅陷阱密度,降低了绝缘的击穿性能。     

热老化对阻燃YJV电缆绝缘失效规律与燃烧性能的影响

为评估服役阻燃交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套(YJV)电缆在火灾中的绝缘失效及燃烧情况,分别采用塑料电缆热辐射试验炉和锥形量热仪,对热老化后阻燃YJV电缆在模拟火灾环境下的绝缘失效规律及燃烧性能进行实验研究。结果表明:阻燃YJV电缆绝缘失效时间和失效温度均随热老化的加剧呈下降趋势,并随老化时间的延长趋于平稳;材料的火灾性能指数先增大后减小,表明电缆老化前期火灾危险性有一定程度的上升。     

110 kV交联聚乙烯电缆的补修

湖南芙蓉变配套送出线路110 kV 交联聚乙烯绝缘电缆,由于敷设完未设置电缆标识,被在此施工的挖掘机意外损伤。电缆护套损坏的,采用刮掉石墨、打磨抛光、清洗、绕绝缘带、PVC 带方法修复;电缆铝护套破损进水的,先抽真空、充氮气、清除水分,再修复电缆绝缘屏蔽层、铝护套,最后修复电缆外护套;对于严重损坏、进水的,采用割掉部分损坏、进水电缆,制作电缆直通接头的方法处理,收到了满意的效果。     

天然-顺丁橡料在过渡性应用中的工艺问题

<正> 天然-丁苯胶料是电线电缆常用的绝缘和护套材料。近几年来由于松香丁苯橡胶供应有困难,而代之供应的充油丁苯橡胶又存在着机械性能和热老化性能低、绝缘性能和挤出性能差、火花率高以及用胶量需增加、成本高等缺点,因此我们对橡皮绝缘布电线和普通橡套电缆的绝缘和护套,试验采用了天然-顺丁橡皮,作为过渡性措施。