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。     

基于硬度保留率的船用电缆剩余寿命快速评估

为了更好地对电缆绝缘状态进行分析,提出采用硬度保留率这一可以快速检测特征量作为电缆剩余寿命的无损评估方法。以船用乙丙橡胶电缆为研究对象,首先利用优化的时间-温度平移因子拟合不同加速老化温度下试样硬度保留率数据,并由Arrhenius方程外推出不同终点水平与运行温度下电缆剩余寿命。其次,将硬度保留率与由断裂伸长率保留率计算的寿命值进行比较以验证该方法的准确性。结果表明,硬度保留率与断裂伸长率保留率具有高度的一致性,为电缆剩余寿命的快速评估提供了一种新的方法。     

基于变化活化能的核级电缆老化寿命评估

对某核电厂核级电缆开展加速热老化试验,基于Arrhenius模型,采用断裂伸长率法和介质损耗频谱法获取核级电缆材料的表观活化能,研究活化能变化对电缆材料寿命评估的影响,然后分别基于固定活化能和变化活化能开发核级电缆材料的热老化基准曲线,并进行试验验证.结果表明:表观活化能随电缆材料的老化呈逐渐减小的趋势;表观活化能的微小变化会对电缆材料的寿命评估产生较大影响,基于变化活化能的热老化基准曲线更符合电缆材料的实际老化趋势,可用于核级电缆材料的老化寿命评估.     

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。     

基于低频信号注入法的电缆绝缘在线监测

本文提出一种基于介质损耗法的电缆绝缘在线监测方法——低频信号注入法,通过向电缆注入电压信号并测量其响应的低频介质损耗来判断电缆绝缘材料的老化程度。通过仿真和计算得到电缆低频介质损耗因数随电缆绝缘材料老化程度的变化规律,并通过低频介质损耗仿真试验对模拟计算结果进行验证。结果表明:对于不同故障的电缆绝缘,可以通过介质损耗因数的变化来判断其绝缘状况,因此通过低频信号注入法判断电缆绝缘状况是可行的。     

XLPE电缆绝缘老化的时频域介电特性

为了研究交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘老化的介电响应特征量,对XLPE电缆试品进行了加速水树老化,在老化的不同阶段开展了极化/去极化电流(PDC)试验,并对试验数据进行了分析;利用It-lnt曲线和扩展Debye模型,提取第3支路峰值时间τ3和介质损耗因数作为老化特征量,研究了时频域介电特征量与绝缘老化的关系。研究结果表明:XLPE电缆极化/去极化电流曲线受电缆长度的影响,无法直接反映电缆绝缘的实际状态;随着老化程度的增加,第3条支路的峰值不断向右移动,低频(0.001～0.5 Hz)下电缆的介质损耗因数曲线不断上移,这是由于老化使得水树界面不断扩张,陷阱深度增大,极化过程中的损耗也不断增大。因此,It-lnt曲线中的峰值时间常数τ3与低频下介质损耗因数可作为表征电缆绝缘老化程度的特征量。     

含水树XLPE电缆绝缘的超低频损耗特性研究

本文在较宽广的频率范围对 XL PE电缆的损耗特性进行了实验研究。通过频谱分析发现 ,超低频介质损耗因数与电缆绝缘的水树劣化状态相关性较好。进而指出 ,对电缆实施超低频介质损耗因数检测对于 XL PE电缆无损检测技术以及 XLPE电缆本身的发展均有重要意义。     

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。     

XLPE电缆绝缘老化与剩余寿命评估的试验方法

电缆投入运行后, 绝缘会受到电、热、机械、水分等因素的作用而发生老化,影响电缆的运行可靠性和使用寿命。XLPE电缆的绝缘状态与剩余寿命的评估是目前的热点问题,相对于定性的分析,对电缆剩余寿命的定量评估更有实际价值。文章总结了XLPE电缆绝缘老化机理并调研了几种定量分析电缆剩余寿命的方法：击穿电压对比法,介质损耗因素法和直流泄漏电流法。可为从事电缆运行情况和寿命研究的技术人员提供参考。     

含水树XLPE电缆绝缘的超低频损耗特性研究

本文在较宽广的频率范围对ＸＬＰＥ电缆的损耗特性进行了实验研究。通过频谱分析发现,超低频介质损耗因数与电缆绝缘的水树劣化状态相关性较好。进而指出,对电缆实施超低频介质损耗因数检测对于ＸＬＰＥ电缆无损检测技术以及ＸＬＰＥ电缆本身的发展均有重要意义。     

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。     

10kV交联聚乙烯电缆运行状态评估分析

随着电缆广泛使用,如何评估电缆运行状态,已成为热点问题。为此,选取制作了4条含有中间接头的新电缆,使用加热循环平台对电缆进行了加速老化试验,并进行了宏观电气检测试验和微观材料分析试验。根据试验结果,结合国家标准GB 12706—2008,同时充分考虑电缆运行年限、运行环境、负荷情况、历史故障这些附属因数,提出了1个电缆运行状态评估模型。最后,应用评估模型对实际运行中的新电缆及老化较严重的电缆进行了运行状态评估。试验结果表明,宏观上绝缘电阻、介质损耗角正切值、局部放电和微观上氧化诱导期(OIT)、绝缘结晶度、老化后O元素的质量分数、羰基指数都反映了电缆的老化状态。通过对评估结果进行分析,验证了评估模型能够有效对电缆运行状态的变化作出判断和估计。     

运行高压交联聚乙烯电力电缆的介电性能

为探究高压交联聚乙烯(XLPE)电力电缆在运行一段时期后的绝缘性能变化表征及老化程度判别依据,对新电缆、实际运行年限为2 a、5 a、9 a和12 a的220 k V高压XLPE电缆绝缘的介质损耗因数频谱、氧化诱导期和工频击穿电场强度等进行了研究。对实际不同运行年限的电缆样本进行了轴向切片处理,制取了表面平整、厚度为1 mm的片状试样并进行了测试。试验发现:XLPE的低频介质损耗因数与老化程度存在对应关系,当频率在0.1 Hz以下时,介质损耗角正切值(tanδ)随老化程度而呈现明显线性上升趋势;随着运行年限的增长,XLPE电缆的氧化诱导期(OIT)与羰基指数这2项参数均同时增大;当运行年限达到约5 a和12 a时,XLPE电缆的击穿电场强度明显下降,运行年限为12 a电缆的击穿电场强度比新电缆的降幅可达约13%。对以上参数的测量都可以作为评估运行XLPE电缆老化状态的有效手段,其中测试运行XLPE电缆的绝缘击穿电场强度变化情况可以反映其综合老化程度,是适合于实际工程应用的简单有效方法。     

极化-去极化电流法诊断电缆绝缘

为实现对10 kV XLPE电缆的绝缘状态简便、快速的诊断,采用极化-去极化电流法(PDC)研究电缆绝缘状态。采用水针电极法对电缆样本进行加速水树老化,每隔一个月,取下部分电缆进行切片和显微观测,并对水树形态和尺寸进行统计,同时进行PDC检测。对检测结果进行时域向频域转换,计算低频下的介质损耗因数、电导率和非线性系数(DONL),分析参数随老化程度变化的趋势及规律。结果表明:PDC方法获取的低频介电响应谱和电导率能较好地判定电缆绝缘状态,DONL非线性系数能较好地分辨绝缘水树老化与受潮情况。     

热-辐照联合老化电缆的压入模量性能研究

将两种核安全级电缆进行热-辐照联合老化试验,并对其老化后的压入模量和断裂伸长率进行测试,获得了电缆护套压入模量、断裂伸长率与老化的关系曲线。分析电缆护套的压入模量与老化的关系、不同老化速率对压入模量老化跟踪性的影响、以及压入模量与断裂伸长率的老化跟踪性的异同。结果表明:压入模量对于电缆B护套的老化跟踪性更好。由于具有无损性、定量性、对某些材料的老化跟踪性好等优点,压入模量可作为一种电缆状态指标。     

轨道交通车辆用电缆绝缘材料热老化寿命评估方法

本文研究轨道交通车辆用低烟无卤阻燃电缆材料的老化特性,并评价电缆在服役过程中绝缘材料的可靠性.以低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料(HFFRPO)为研究对象,采用常规热老化寿命评估方法获得热老化的基础数据,用Boltzmann模型对热老化数据进行拟合并推导力学性能参数变化至50％时的时间参数,以此为依据拟合出老化寿命曲线.此外,利用差式扫描量热法(DSC)获得活化能计算HFFRPO材料的老化寿命.研究结果显示,以抗拉强度为依据推导出的老化寿命小于按断裂伸长率为依据推导的寿命;起始氧化活化能随材料的老化程度不同而发生变化,通过DSC获得的活化能不适宜用来推导材料的老化寿命,但可作为材料老化状态的重要参考指标.     

双馈电机定子线圈高频老化及冷热冲击性能研究

通过对双馈电机定子线圈在不同周期冷热循环后进行绝缘性能对比分析以及在不同高频电压下进行寿命评估,对双馈电机定子线圈的耐冷热冲击及高频脉冲电老化性能进行研究.结果表明:冷热循环对双馈电机定子线圈的绝缘性能影响不大.随着高频电老化时间增加,线圈的介质损耗因数以及介质损耗增量均有所增大,绝缘电阻先减小后增大.高频脉冲后线圈的起始放电电压较未老化线圈有所下降,外推出定子线圈高频脉冲电老化寿命大于30年.     

核电站用1E级电缆热老化寿命研究

对绝缘材料做热老化实验确定热寿命方程,通过统计的方法确定等效环境温度,计算出额定载流量,进一步计算出不同负载因数下的电缆导体温度,将不同的导体温度分别带入热老化寿命方程确定电缆的热老化寿命,从而计算出不同负载因数下的电缆热老化寿命,对核电站实际运行情况下的电缆老化管理具有现实指导意义。     

可水解抗氧化剂对XLPE电缆修复技术长期性能的影响

为了研究可水解抗氧化剂对XLPE电缆修复技术长期性能的影响,本研究选取两种含不同抗氧化剂的修复液配方对水树老化电缆进行注入修复,并进行二次热老化,测试并分析修复与热老化前后电缆样本的电气性能变化。结果表明：两种修复液均能显著减小水树老化电缆的介质损耗因数、泄漏电流和电导率,增大击穿电压,其中添加可水解抗氧化剂的修复样本...     

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。