用原子力显微镜研究XLPE电缆老化

借助于原子力显微镜观测未老化的、实验室老化和现场老化的XLPE电缆试样的结构形态变化,得到了nm尺度的结构细节,通过对比观测经低能电子束轰击和现场老化的XLPE试样表面,发现二者具有相似的结构特征,说明“热”电子对于聚合物高电场老化负有重要责任。     

用原子力显微镜研究XLPE电缆老化

借助于原子力显微镜观测未老化的、实验室老化和现场老化的XLPE电缆试样的结构形态变化,得到了nm尺度的结构细节,通过对比观测经低能电子束轰击和现场老化的XLPE试样表面,发现二者具有相似的结构特征,说明“热”电子对于聚合物高电场老化负有重要责任。     

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。     

基于太赫兹时域光谱的XLPE老化评估研究

合理预测交联聚乙烯（XLPE）电缆的老化状态,及时更换老化严重的电缆,对于电网的稳定运行至关重要。本研究对XLPE绝缘电缆试样进行145℃的加速热老化实验,分析了相关微观理化特性,并建立了太赫兹频段介电参数与微观结构之间的关联。结果表明：随着老化时间的增加,XLPE的结晶度降低、热稳定性下降,羰基指数增大,表明XLPE老化程度逐渐加剧;在太赫兹频段范围内,介电常数实部受结晶度、极性基团含量等多种结构因素的共同影响,导致其与老化时间之间的关系不明确,但介电常数虚部的变化主要由源于极性基团的偶极子高弹态极化引起,表现出随老化时间增加而逐渐增大的趋势。经拟合发现介电常数虚部与羰基指数呈正相关关系,因此太赫兹频段介电常数虚部能够较好地反映XLPE试样的老化程度。     

基于热重和拉伸实验的XLPE电缆绝缘热老化状态分析及机理研究

工况下交联聚乙烯电缆绝缘材料的老化会导致其较预期相对较早达到寿命终点,威胁输电系统的可靠运行。采用热老化来模拟工况环境下电缆的老化过程,选取100℃、120℃和140℃和160℃4个不同的老化温度,在每个温度点选取6个老化阶段,研究不同老化温度和老化时间对XLPE电缆绝缘试样性能的影响。通过热重和拉伸测试研究电缆的热性能、机械性能及其结构随老化程度的变化,得到电缆绝缘试样的热老化活化能、起始分解温度、最快分解温度、终止分解温度、断裂伸长率和拉伸强度等参数。研究结果表明:活化能、起始分解温度、最快分解温度和断裂伸长率对电缆老化状态较为敏感;随着老化温度从100℃增加到160℃,这些参数均呈现先略微增大后迅速减小的趋势,说明XLPE电缆绝缘材料热老化在低温范围以结晶作用为主,而在高温范围以热裂解为主。     

XLPE电缆绝缘老化检测方法拘研究

交联聚乙烯电力电缆（简称“XLPE电缆”）绝缘老化程度的判断对于保证电力系统的稳定运行至关重要。为了更好地掌握电力电缆的绝缘老化状况．保证输电线路的正常运行．研究TXLPE电力电缆绝缘老化常甬的检测方法．比较分析7各种检测方法的优缺点．最后提出了一种新的运用于XLPE电力电缆的联合检测方法。     

基于等温松弛电流法的XLPE绝缘电力电缆老化评估判据研究

XLPE绝缘电力电缆,特别是中压电缆在运行过程中可能产生水树枝等缺陷,并且进一步发展为电树枝,最终导致电缆击穿。除了常规的物理和化学评估方法以及在线监测等技术能够为电缆的状态评估和运行提供必要的判据,等温松弛电流法作为一种具有丰富物理内涵的方法也已经在国外的XLPE电缆老化状态以及寿命的评估方面发挥积极的作用。对目前国内外电缆评估的方法进行了简略的分析,着重介绍了等温松弛电流法的原理。在详细分析欧美等多个国家对等温松弛电流法老化状态评估的关键参数——老化因子A的基础上,初步研究了国产电缆在未老化的初始状态的老化因子以及热老化后的老化因子的变化。研究表明国产电缆在未老化时期老化因子就大于国外电缆的。论文初步分析了出现该现象的原因,为等温松弛电流法在我国的应用提供了必要的基础。     

水树老化XLPE电缆绝缘的超低频响应研究

本文采用差频的方法对ＸＬＰＥ电缆的超低频响应特性进行了研究,发现水树劣化电缆在０．３Ｈｚ以下差频范围的电流响应波形与完好电缆有显著差异,信号特征明显,检测灵敏度高,抗干扰能力强。最后,对水树的超低频电流脉冲响应机理进行了探讨。该研究对ＸＬＰＥ电缆检测技术的发展具有特别重要的意义。     

XLPE电缆绝缘老化检测方法的研究

交联聚乙烯电力电缆(简称"XLPE电缆")绝缘老化程度的判断对于保证电力系统的稳定运行至关重要。为了更好地掌握电力电缆的绝缘老化状况,保证输电线路的正常运行,研究了XLPE电力电缆绝缘老化常用的检测方法,比较分析了各种检测方法的优缺点,最后提出了一种新的运用于XLPE电力电缆的联合检测方法。     

电热联合老化对XLPE电缆绝缘特性的影响

为了探究达到设计寿命的高压交联电缆继续运行的可靠性,文中对一回实际运行32 a的110 kV高压交联聚乙烯(XLPE)电缆采用预鉴定试验方法,进行为期180 d的电热循环加速老化试验。通过综合分析比较试验过程中电缆绝缘内、中和外层的电场强度和温度场变化的差异,并将各绝缘层试验条件转化为导体芯表面得到相应的等效试验条件,发现电缆绝缘中层和外层的等效试验条件接近电缆的实际运行情况。通过相关理化实验分析比较试验前后电缆绝缘各层的微观和聚集态状况。结果发现:绝缘内层在严苛的试验条件下热氧化降解占主导;绝缘中层虽然发生一定的氧化降解,但晶体结构仍有所改善;绝缘外层的结晶形态在温度效应的热刺激下趋于完善。因此,可以评估该退役电缆的其余部分在实际运行条件下仍具有长期服役的潜能。     

XLPE电缆水树老化及其诊断技术的研究进展

交联聚乙烯(XLPE)电缆的水树老化是导致电缆绝缘水平下降和运行寿命缩短的主要诱因之一。本文对交联聚乙烯电缆的水树老化及其诊断技术的研究进展进行了回顾,首先介绍了交联聚乙烯电缆中的水树老化现象及其潜在的危害,对水树的定义、特征、生长机理及其生长过程中的影响因素等方面的研究成果进行了阐述,并指出了水树与电树之间潜在的相互转化关系。其次,分析并比较了水树的各种诊断技术,包括微观表征、传统介电性能测试以及新型诊断测试技术。最后,探讨了电缆的水树老化及其诊断技术未来的研究方向。     

抗氧化剂对水树老化XLPE电缆绝缘修复效果的影响研究

为研究抗氧化剂对交联聚乙烯(XLPE)水树老化电缆绝缘修复效果的影响,采用两种不同配方的修复液对水树老化电缆进行修复后,再次进行30天水树老化,分析老化后电缆的微观结构及电气性能变化情况。结果表明:相比未修复水树样本,修复样本水树长度明显减小,且添加了抗氧化剂的修复样本水树长度最小;修复后电缆样本的击穿电压明显提高,且含抗氧化剂修复电缆样本的击穿电压最高。这是因为抗氧化剂能够有效抑制水树生长中的分子链断裂氧化过程,从而抑制水树的进一步生长。     

热老化对直流XLPE绝缘性能的影响研究

针对直流电缆交联聚乙烯的绝缘热老化,对比了国际商用直流电缆料(LE4253DC)与纳米氧化硅(SiO2)改性直流绝缘料两种材料在热老化前后电导率、击穿强度和空间电荷的特性变化。试验结果表明:随着老化温度的升高,LE4253DC的电导率先下降再升高,击穿强度整体下降,出现大量空间电荷。SiO2改性后,不同温度梯度下的电导率性能均有所提升,低温下的击穿特性较为稳定,异极性空间电荷得到了抑制。     

一种城轨供电环网XLPE绝缘的老化评估方法

为准确评估城市轨道供电环网XLPE绝缘的老化状态,提出了一种基于科尔模型及多分类支持向量机的老化评估方法。首先,设计加速老化实验并制备了不同老化阶段的XLPE样品,基于介电测试和拉伸测试获取原始数据,以断裂伸长率为依据提出了用于表征老化状态的评估因子;然后,基于科尔模型提取介电特征参数,使用“一对其余”的多分类SVM方法进行老化状态分类;最终,通过训练集和验证集的分类结果论证了所提方法的准确性,并经现场应用测试证明了其有效性。该方法不需对实测样品进行破坏性加工或取样,就可实现无损的老化状态评估,适用于城轨供电环网XLPE绝缘的老化评估,能为日常运维及现场检修提供可靠参考。     

基于0.1 Hz超低频的XLPE电缆介质损耗老化评估

解析了交联聚乙烯(XLPE)电缆水树引起的绝缘劣化机理及其介损(tanδ)特性,提出了基于超低频(0.1 Hz)介损检测技术的电缆老化评估方法.并利用现场6段典型电缆进行了实际测试,通过该方法准确检测出其中一根电缆某相受潮老化严重,需要立即更换;而另外一根电缆的三相介损均超标,需要进一步测试,以确保其绝缘完好.结果 表...     

基于模糊聚类法的XLPE高压电缆绝缘老化状态评估

目前已有较多针对高压电缆交联聚乙烯绝缘的试验室加速老化研究,但评价服役电缆绝缘老化状态的相关研究少.为此,对22根110 kV服役电缆的绝缘进行了机械拉伸、交流击穿、热重分析、红外光谱等与绝缘老化密切相关的多个影响因子的检测,并通过线性回归方法分析,选取断裂伸长率、击穿场强、热分解温度、羰基指数和熔融温度5个强相关的影...     

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...     

电荷陷阱对XLPE绝缘电老化特性的影响

交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)由于良好的电气性能而常被用作高压直流电缆的绝缘材料,但其内部缺陷形成的电荷陷阱会导致空间电荷积聚,从而加速绝缘材料的电老化。文中基于电荷陷阱对XLPE电缆绝缘电老化的影响,研究了电荷陷阱在XLPE电缆绝缘电老化过程的作用机理,并运用自由能增量理论定量地分析了电荷陷阱对电老化的影响。将电缆样品进行热老化预处理,得到具有不同电荷陷阱参数的XLPE样品,对其进行空间电荷测试和步进应力实验,验证了空间电荷陷阱和电老化进程之间的关系。结果表明,在XLPE电老化过程中,浅陷阱密度与材料的电老化速率正相关,而深陷阱对电老化过程起抑制作用。     

电缆生产中温度分布对XLPE绝缘结构形态的影响

本文通过对所推导出的 Ｘ Ｌ Ｐ Ｅ 电缆在生产过程中的暂态热方程的计算,得到了生产过程中绝缘层中温度的分布。通过与绝缘断面的结晶形态相对比,我们认为计算所得到的结果可以正确反映绝缘层中温度分布。因此,可以从对生产过程中电缆绝缘层温度分布的计算结果来推断绝缘层中的结晶形态的差异。