交流500kV XLPE海缆绝缘材料在电-热联合应力下的工频击穿特性与寿命模型

为深入掌握交流500 kV交联聚乙烯(XLPE)海缆绝缘材料在电-热应力下的工频击穿特性并建立电-热联合寿命模型,本研究首先对500kV海缆主绝缘进行25、40、55、70℃步进应力下的电-热联合绝缘击穿试验,对电气强度和耐压时间进行Weibull统计分析,获得不同温度下等效电气强度和等效耐压时间的变化规律.然后,通过多元线性回归建立F-LLOU、SIMONI和CRINE模型并进行误差分析.最后,研究构建适用于该交流500 kV XLPE材料的E-T耦合参数模型.结果表明:在相同温度下,随着每级电压持续时间的增加,等效电气强度逐渐降低;在每级电压持续时间相同时,随着温度的升高,等效电气强度和电压持续时间均呈现先上升后下降的趋势.对电-热联合老化模型的分析表明,3种模型拟合误差较大,拟合优度不满足精度要求.本研究通过利用逐步回归计算电-热变量与寿命的显著性与相关性,获得改进的电-热联合老化寿命模型,误差分析显示改进模型具有较好的拟合精度.     

不同温度及厚度下非交联聚乙烯电缆绝缘材料工频交流击穿表现

热塑性聚乙烯基电缆绝缘材料具有优于交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)的电气和机械性能,有望成为新一代绿色环保的电缆绝缘材料.在电缆结构设计中,保守的安全绝缘厚度使得电缆的生产成本增加,降低绝缘层的击穿电场强度;并且在电缆实际运行过程中,绝缘材料往往工作在70～90 ℃高温环境下;因此针对新型绝缘材料,温度及厚度对其击穿电场强度的影响研究具有工程实际意义.以线性低密度聚乙烯(linear low density polyethylene,LLDPE)/高密度聚乙烯(high density polyethylene,HDPE)共混绝缘材料为研究对象,进行不同温度下(30、70、90、105 ℃)及不同厚度下的工频击穿实验,研究温度和厚度对其交流击穿的影响.测试结果表明:相较于XLPE绝缘材料,70L-30H(即LLDPE与HDPE在配比为7∶3的情况下熔融共混得到的绝缘材料)具有较高的工频击穿电场强度,在低于工况温度环境下,其击穿电场强度的温度稳定性较高;然而70L-30H的工频击穿电场强度受厚度影响程度略高,但在相同厚度下其击穿电场强度仍明显高于XLPE.上述研究可为热塑性聚乙烯基电缆绝缘材料研发提供参考.     

基于国产交联聚乙烯绝缘材料的直流模型电缆电性能研究

为更有效模拟电缆的构造及生产过程,针对优选的国产低密度聚乙烯绝缘基料(以下简称LDPE试样),采用热贴合方法将LDPE试样(含交联剂)分别与两种已在直流电缆中应用的屏蔽料试样(均含交联剂)制备成薄片试样,开展在高场强不同温度下的空间电荷特性对比研究,优选一种适于国产基料的屏蔽料。在此基础上,试制了基于国产绝缘料的直流模型电缆,经脱气处理后开展模型电缆空间电荷测量及直流击穿实验,评估国产绝缘料作为直流电缆绝缘料的可行性。结果表明:采用国产绝缘料和与之兼容的半导电屏蔽料可以满足高压直流电缆的绝缘性能要求。     

硅烷交联聚乙烯的电击穿

研究了由乙烯-乙烯基三甲氧基硅烷共聚物制成的硅烷交联聚乙烯在30℃～160℃温度范围内的电击穿。在30℃下施加冲击电压时,不论采用何种交联方法以及交联度如何,交联聚乙烯的击穿场强 F_B 除个别情况外总是低于未交联的低密度聚乙烯。讨论了由于交联过程产生微孔,造成在非晶体区域的非均匀性,因而使 F_B 值降低。根据随机分布弱点模型和单电子雪崩击穿理论的统计方法,进一步讨论硅烷交联聚乙烯在室温范围内的击穿机理;还比较在高于室温区域的直流电压 F_B 值与冲击电压 F_B 值,并讨论了空间电荷对 F_B 值的影响。     

110kV交联聚乙烯电缆的交流耐压试验

１１０ｋＶ交联聚乙烯电缆的交流耐压试验石家庄电业局梁少山,齐振铎,黄普立１交联聚乙稀（ＸＬＰＥ）电缆进行交流耐压试验的必要性国内外的大量研究资料表明,适用于油浸纸绝缘电缆的直流耐压试验,对于ＸＬＰＥ电缆则不宜使用。国外一些电缆制造厂明确反对ＸＬＰＥ电...     

交流500kV交联聚乙烯海缆主绝缘介质的频域介电及击穿特性研究

In order to study the performance of AC 500 kV XLPE submarine cable insulating materials,Firstly, the main insulation material of AC 500 k V XLPE submarine cable were aged at 170 ℃, and the XLPE samples with different thermal ageing time were tested by FTIR. Secondly, the dielectric properties of the XLPE samples with different thermal ageing time were tested under different frequency, and the effects of thermal ageing time and test temperature on their frequency domain dielectric properties were analyzed by the modified Cole-Cole model. Finally, the XLPE samples were conducted power frequency breakdown tests under different thermal ageing time and temperature. The results show that the effect of thermal ageing on the microstructure of XLPE main insulation material is significant, and causes the carbonyl index of XLPE cable increase. With the increase of thermal ageing time and temperature, the relative permittivity, volume conductivity, and dielectric loss factor of the XLPE materials increase in low frequency region. The six frequency domain dielectric characteristic parameters of the modified Cole-Cole model are affected by the thermal ageing time and temperature significantly, which are high frequency dielectric constant εhf, direct current conductivity σdc, polarization value of α relaxation process χα, time constant of α relaxation process τα, jump conductivity σho, and jump conductivity parameter γ, respectively.Compared with the new sample, the power frequency electric strength of the XLPE materials thermal aged for 48, 120, 168, 336 h decrease by 5.7%, 38.7%, 53.7%, and 59.1%, respectively. However, with the increase of temperature, the power frequency electric strength of XLPE material increases slightly at first and then decreases rapidly, and the threshold temperature of rapid decline is about 70 ℃.     

500kV交联聚乙烯电缆系统

介绍西门子公司研制500kV交联聚乙烯(XLPE)电缆及其附件的情况。详细描述500kV XLPE电缆的结构特征,材料特性,制造工艺及测试结果。     

矿用典型绝缘材料击穿特性及寿命模型的研究

矿用高压电气设备的绝缘部分在实际运行过程中,往往同时经受电、热、机械和环境等因子的联合作用。这些因子将引起绝缘老化,最终导致绝缘损坏。针对这一问题,首先选取矿用高压电气设备常用的3种绝缘材料电缆用乙丙橡胶、浇注式干式变压器用环氧树脂和电机槽绝缘用DMD(dacron mylar dacron)绝缘纸为研究对象,试验中测量了3种绝缘材料的击穿特性,基于Weibull分布分析并得到了描述3种绝缘材料击穿特性的形状参数和尺度参数。利用电老化反幂函数寿命模型,得到3种绝缘材料的耐电压寿命指数。最后结合聚合物分子的致密性、分子结构对3种绝缘材料的击穿机理进行了分析。研究的内容对于矿用电气设备的绝缘结构设计以及剩余寿命评估均具有实际指导意义。     

500 kV电力电缆用国产交联聚乙烯绝缘材料性能分析

讨论了新型国产超净XLPE绝缘材料应用于500 kV交流电缆的适用性,首先分析了对应基料与进口基料在分子量以及分子链结构上的异同;然后对比研究了该国产绝缘材料与2种进口绝缘材料的电、热、力学性能,发现3种材料性能相当且均满足应用于500 kV电缆绝缘的要求;最后结合基料的分子链结构特性,认为在基料中引入更多的端基双键以提升交联效率,可能是后续国产绝缘材料提升的方向之一。     

110 kV交联聚乙烯电缆交流耐压试验

分析直流耐压试验对交联聚乙烯电缆存在的弊端,讨论交流耐压试验的几种方法,介绍用变频谐振试验装置进行110kV交联聚乙烯电缆现场交流耐压试验的实例;     

220kV交联聚乙烯绝缘电力电缆的施工

高压交联聚乙烯绝缘电力电缆具有供电可靠，介质损耗小，安装，运行和维护简单方面等优点，文章较详细地介绍了电缆敷设，调试的方法和应注意事项。     

基于累积损伤曲线的电寿命模型步进应力试验方法及在XLPE电缆中的应用

交联聚乙烯（XLPE）的反幂函数电寿命模型（IPM）表征了XLPE电缆绝缘的长期耐压特性,包括电压耐受指数（VEC）在内的IPM模型参数是电缆绝缘设计和预鉴定试验电压选取的重要依据。步进应力试验具有耗时短、效率高的优点,适用于求取电缆样品的电寿命模型参数。然而,步进应力试验参数的选择尚无规程可参考,目前主要依靠经验和主观确定,严重影响了试验结果的有效性和可比性。将固体绝缘材料累积损伤“D-t曲线”作为判断绝缘失效机理的主要依据,分析不同试验参数下步进应力与恒定应力试验的等效性,提出适合工程应用的步进应力试验参数选取及现场试验方案。通过该方法设计绝缘厚度分别为2.8 mm和3.5 mm的2种模型电缆的步进应力试验,并获取2种模型电缆的IPM电寿命模型参数,验证该方法的可行性。     

基于累积损伤曲线的电寿命模型步进应力试验方法及在XLPE电缆中的应用

交联聚乙烯（XLPE）的反幂函数电寿命模型（IPM）表征了XLPE电缆绝缘的长期耐压特性,包括电压耐受指数（VEC）在内的IPM模型参数是电缆绝缘设计和预鉴定试验电压选取的重要依据。步进应力试验具有耗时短、效率高的优点,适用于求取电缆样品的电寿命模型参数。然而,步进应力试验参数的选择尚无规程可参考,目前主要依靠经验和主观确定,严重影响了试验结果的有效性和可比性。将固体绝缘材料累积损伤“D-t曲线”作为判断绝缘失效机理的主要依据,分析不同试验参数下步进应力与恒定应力试验的等效性,提出适合工程应用的步进应力试验参数选取及现场试验方案。通过该方法设计绝缘厚度分别为2.8 mm和3.5 mm的2种模型电缆的步进应力试验,并获取2种模型电缆的IPM电寿命模型参数,验证该方法的可行性。     

220 kV高压交流电缆用交联聚乙烯绝缘材料的性能研究

采用熔融共混法制备了220 kV高压交流电缆用交联聚乙烯绝缘材料预混料,采用后吸收法工艺制备交联聚乙烯绝缘材料。研究了国产高压交流绝缘材料与同电压等级进口材料在杂质含量、力学性能、体积电阻率、热老化性能、加工工艺性能等方面的差异,发现相关问题及差距,对国内高压电缆材料研发有一定参考意义。     

10kV交联聚乙烯电缆制作工艺简析

在现场实际工作体会的基础上,介绍了10kV交联聚乙烯电缆(cross-linked polyethylene,XLPE)的结构,并对电缆中间接头的制作原理及几点注意事项进行了阐述。     

110kV交联聚乙烯电缆的交接试验

探讨了110kV交联聚乙烯电缆交流试验有关规程中关于直流耐压的规定,介绍了苏州供电局交接试验的实施情况。电缆的试验及运行记录表明,其交接试验中直流耐压试验不是十分有效的方法;在交流耐试验中采用施加正常系统相对地电压24h的方法是简易可行的,必须检测电缆蔽层的对地绝缘电阻。     

世界首根420kV交联聚乙烯海底电力电缆即将敷设

世界首根420kV交联聚乙烯海底电力电缆将应用于挪威大陆架上的Ormen Lange天然气田项目，耐克森公司将生产并敷设此电缆。目前，这样高电压等级的交联聚乙烯海底电力电缆还从没有交货纪录，此前的交货纪录是2002年耐克森为丹麦Horns Rev风力发电场项目提供的一根170kV交联聚乙烯海底电缆。     

高压交联聚乙烯电缆交流耐压试验中的问题

介绍了珠海发电厂１号主变２２０ｋＶ ＸＬＰＥ电缆的交流耐压交接试验中出现的问题、处理的经过及试验方法和试验数据,分析了问题产生的原因。     

10 kV聚乙烯电缆的硅烷交联工艺探讨

探讨了10 kV聚乙烯电缆的硅烷交联生产工艺,重点分析了硅烷交联新技术在电缆生产中的应用,并针对生产中存在的问题提出了解决方法。