基于电流积分技术的XLPE绝缘动态电荷行为和高场电导特性

为研究交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘在不同电场下的动态电荷行为以及高场电导特性,介绍了基于电流积分电荷新技术的测试原理和系统搭建方法。测试结果表明,不同场强下的电荷动态(q(t))变化可以揭示XLPE绝缘介质的瞬时充电电流、吸收电流和传导电流特性。根据瞬时充电电荷q0计算获得XLPE绝缘介质的静态相对介电常数为2.2;通过对动态电荷变化微分可获得绝缘高场电导特性。高场电导结果表明XLPE欧姆区电导率为3.79×10–15S/m,高场电导曲线评估的XLPE电荷注入阈值场强约为10k V/mm。这些结果都与文献报道一致,验证了电流积分电荷测试的准确性和有效性。此外,对比了采用PEA的XLPE空间电荷分布测试结果,发现其电荷随电场增加与q(t)方法测试结果趋势一致,且电流积分电荷技术具有测试灵敏度高和测试温度范围宽的优势。最后,采用电流积分电荷技术测试分析了不同水树枝老化整体电缆(6.6 kV)绝缘的电荷积聚特性,通过电荷积聚量变化可评估整体电缆绝缘老化状态。     

XLPE电缆绝缘老化临界时间现象及其动力学仿真

为深入探究交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电缆绝缘的老化特性,评判XLPE电缆绝缘的老化程度,文中对110kV XLPE电缆绝缘在135℃进行加速老化实验,采用拉伸试验表征XLPE断裂伸长率的变化规律,采用傅里叶变换红外光谱表征XLPE中羰基浓度与抗氧剂含量的变化规律。结果表明,XLPE电缆绝缘老化存在临界时间现象,即随着老化时间的增长,XLPE断裂伸长率由缓慢下降转变为快速下降,羰基浓度由缓慢增大转变为快速增大,临界时间均为2016h;而抗氧剂含量则随老化时间逐渐下降,不存在拐点。基于链式自由基理论,建立考虑抗氧剂反应过程的XLPE热老化动力学模型,进一步仿真计算XLPE电缆绝缘热老化过程中抗氧剂含量和羰基浓度的变化过程,仿真计算结果能够很好地吻合实验结果。研究结果表明抗氧剂含量可用于表征XLPE电缆绝缘的老化程度。     

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。     

修复液抑制XLPE电缆局部放电的有效性研究

针对XLPE电缆中存在水树缺陷引起局部放电导致电缆绝缘迅速劣化的问题,提出了一种通过注入修复液修复电缆水树缺陷抑制电缆局部放电的方法,从XLPE电缆试样局部放电特征及缺陷表面微观形貌结构两方面研究修复液对XLPE电缆局部放电的影响。采用水针电极法加速XLPE电缆绝缘水树老化,并对生成水树缺陷的电缆试样进行注入式修复,测试分析修复前后电缆试样的局部放电特征,并对修复后电缆试样缺陷处的表面形貌特征进行分析。此外,建立XLPE电缆水树缺陷的有限元模型,结合水树缺陷处电场仿真进一步阐述修复液对XLPE电缆局部放电的影响机理。结果表明:修复后XLPE电缆局部放电的放电幅值和放电次数均大幅减小,表明修复液可以抑制电缆局部放电的发展,减缓XLPE电缆绝缘的劣化。     

XLPE电缆绝缘介损正切检测方法研究

分析了工频电压、0.1 Hz超低频电压、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,工频电压下用电桥测量tanδ能准确反映XLPE电缆的绝缘状况,但电桥容量较小限制了其使用范围;0.1 Hz超低频电压下测量tanδ的方法得到了广泛研究和认同,但tanδ值不能表征XLPE电缆工频电压下的绝缘状况;串联谐振装置测量tanδ能基本反映XLPE电缆的绝缘状况,但配套设备体积制约了其应用。     

热循环处理下电缆绝缘空间电荷特性研究

电缆绝缘特性的变化与实际运行工况有关,绝缘层的温度会随负荷波动发生变化,恒温热处理不能对其进行模拟.为了研究电缆投运时绝缘层的温度变化对其交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)绝缘空间电荷特性的影响,对3个不同电缆厂家生产的110 kV电缆绝缘分别进行了最高温度为80℃、90℃和10...     

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。     

低交联度LLDPE用于XLPE绝缘的机械及直流电气性能

为了降低直流电缆绝缘材料的电导率,并提升电导率及直流击穿场强的温度稳定性,同时改善绝缘的高温力学性能,文中引入低交联度线性低密度聚乙烯(linear low density polyethylene, LLDPE)作为直流电缆绝缘材料。文中对比添加不同含量过氧化二异丙苯(dicumyl peroxide, DCP)的LLDPE和低密度聚乙烯(low density polye thy lene, LDPE),通过热延伸、动态热机械测试及拉伸试验分析其力学性能,并测试直流电导率和直流击穿场强。结果表明,DCP质量分数为0.7%～2.0%范围内,交联LLDPE具有更低的热延伸率,DCP质量分数为0.7%即可满足高压直流电缆对交联聚乙烯(crosslinked polyethylene, XLPE)热延伸率的要求。由此结果,结合减少副产物的目的,选出DCP质量分数为0.7%的LLDPE作为传统XLPE(DCP质量分数为2.0%的LDPE)的对比及替代绝缘材料。动态热机械测试(dynamic mechanical analysis, DMA)及拉伸试验验证了DCP质量分数为0.7%的LLDPE...     

不同温度与电场下XLPE的电导率测量与建模

在不同温度、场强下对XLPE(交联聚乙烯)进行了电导率测试,实验结果表明电导率与温度、场强密切相关,实验系统可以用于高温、高场强下绝缘材料电导率的测试。根据测试结果研究了XLPE材料电导率理论计算的相关参数,通过测量值与电导率理论计算值进行对比,得到适合反映XLPE电导率与温度、场强关系的理论计算公式,为电缆绝缘材料电导率计算及XLPE交流电缆直流改造的研究与分析提供了实验平台和理论依据。     

交联聚乙烯电缆热老化与电树枝化相关性研究

热老化过程不但会影响交联聚乙烯（XLPE）电缆绝缘的物理化学性能,还对绝缘内电树的产生与生长有着一定的影响。研究了热老化后XLPE电缆绝缘中的电树行为．探讨XLPE电缆绝缘中电树枝过程与材料热老化的关系。采用带循环通风的热老化箱对XLPE电缆绝缘进行3个温度等级的热老化实验：采用针板结构电极进行电树枝实验,并利用数码显微镜观察电树枝的产生和发展情况;利用差示扫描量热法（DSC）、傅里叶红外光谱分析（FTIR）测试了不同温度热老化下XLPE电缆绝缘的物理化学性能;最后探讨了几种不同结构电树枝的生长机理．认为热老化并没有加速电树枝的生长．反而有一定的抑制作用．     

基于改进线路参数模型的配网电缆单相接地测距方法

基于构建的考虑多阶距离无穷小的配网电缆分布参数数学模型,提出一种基于线路分布参数模型的配网电缆单相接地故障测距方法。该方法利用线路两端的电压、电流同步故障信息来定位配网电缆单相接地故障,通过最小二乘法和搜索法的仿真结果比较,选择测距精度更高的搜索法来作为测距方法。搜索法是在整条线路上从两端搜索计算零序电压值误差最小的对应距离,该距离即为实际故障距离。仿真结果表明,所提测距方法具有较高的测距精度,并且不受中性点运行方式、采样窗口、过渡电阻和故障位置的影响。     

10kV配电网智能电缆的研发

介绍了10 kV配电网智能电缆的设计开发及性能验证,介绍了基于光时域反射技术的新型光纤传感器的设计开发,该产品开发的核心是在电缆导体内植入新型光纤传感器单元,实现在线分布式测控功能,在缆芯之间植入通讯光缆,实现电力与通信的融合.     

配电网电缆防火阻燃及预防措施探讨

针对城市配电网电缆防火的必要性,电缆防火阻燃措施和太原电网目前使用的大截面阻燃电缆在应用中存在的问题,进行了分析和探讨。对为防止电缆火灾事故,山西省电缆防火隔离阻燃从材料选型到早期监测及中后期有效防范的系统方案进行介绍。     

电力电缆运行状态的监测研究

结合北京电网电力电缆线路现有的主要方式、发展方向以及在线检测技术的应用研究,为实现电力电缆线路运行状态监测,保证运行安全,对4种监测技术和方法进行了研究,通过分析比较技术特点、实用方法、应用范围和优缺点等,得到不同电力电缆线路和具体位置适宜的状态监测方法,还给出了部分参考标准。现阶段,在进行电力电缆运行状态监测的同时,赞同北京电网正在执行的电力电缆线路预防性试验规程。但状态监测应用成熟后,要逐渐取代电缆线路预防性试验。     

基于最小关键支配结构的电力光缆网骨干网络挖掘算法

The minimum scale backbone network frame of power optical cable network contains important communication and hub stations, bridge links and other key entities, and meets the requirements of connectivity constraints. To mine the backbone network of the power optical cable network, a network mining algorithm based on minimum critical dominating structure is proposed. First, according to the physical topology of a provincial power optical cable network, a representative model of the power optical cable network is constructed. Second, to identify the critical edge of network, a measurement method of critical edge is proposed based on the minimum critical dominating structure. Finally, an algorithm based on the minimum critical dominating structure is designed to realize the mining of the backbone network. Two groups of experiments are designed using the provincial and the southern power optical cable networks in Jilin Province. The algorithm and two classical methods are used to mine the backbone network. Based on this, a deliberate attack is simulated on the power optical cable network, and the change trend of network connectivity is compared and analyzed to verify the effectiveness of the algorithm. This work is supported by the Sci & Tech Research Project of Jilin Education Department (No. JJKH 20220111KJ).     

浅谈光缆在线监测系统在供电企业的应用

随着光纤通信网络的不断发展,光缆的维护和管理工作也日益上升为一个重要的问题。介绍贵阳供电局光纤通信网的现状,提出了光缆在线监测系统在电力企业应用的必要性。介绍了光缆在线监测系统工作流程、系统各部分的实现方法、以及贵阳供电局此次选择的监测方案,并阐述了系统应用后取的收效。     

ECM-FOMS光缆自动监测和管理系统原理

随着现代通信技术的飞速发展,对光缆线路质量维护的要求越来越高。ECM-FOMS光纤光缆自动监测和管理系统可以全面实现针对光缆网络的自动监测和资源管理,提高电力通信网的维护和运行水平,优化资源配置。主要用于电力通信系统光缆网络的管理以及所有使用光缆作为传输线路的企业,提供针对光缆网络的监测、维护、管理等各项功能。文章介绍了光缆线路自动监测和管理系统的组成、功能及应用软件系统。     

Skin effect and dielectric loss models of power cables

In power electronics applications, power cables spread paths of conducted disturbances throughout the system. This paper proposes a high frequency modeling method for power cables that takes into account phenomena which appear when the switching frequency of the static converter increases, such as skin effects, proximity effects and dielectric losses. The proposed power cable models are obtained by the seriesassociation of n identical RLCG basic cells. The skin and proximity effects are represented as the impedance of an R-L ladder and the dielectric losses as the admittance of an R-C ladder. The proposed method was successfully applied to a threewire unshielded cable and extended to a four-wire shielded cable.     

基于增量最短路径法的全电缆中压配电网络规划

电缆化供电是城市中压配电网供电的发展趋势。提出一种实用的基于增量最短路径法的全电缆中压配电网络主干网架规划方法,考虑了电缆通道约束以及城市规划约束,将全网整体优化分解为电源供电分区的电缆线路规划和分区间线路联络规划两部分,利用增量最短路径法规划电源供电分区的电缆供电线路,应用最佳匹配算法完成分区间线路联络。通过一实际算例验证了所提方法可应用于全电缆中压配电网的网络新建规划和扩展规划。     

城市高压输电线路型式判别技术评价

随着高压电缆线路的需求不断加大,现有的地方性城市电力网规划定性原则将不能满足输配电发展对输电线路可靠性、经济性的综合要求,无法适应国家未来经济快速发展需要。为此从技术方面综合衡量高压架空、电缆线路的优劣,构建技术评价指标体系,提出因素递减法、比例系数法、级别分类法和临界值法等评分方法,采用"十分制"标准对各项技术指标进行评价。在研究成果基础上进行了相关系统的开发,为项目的推广应用奠定基础。