高压电缆半导电屏蔽料关键问题及研究进展

半导电屏蔽层作为高压电缆的重要组成部分,在电缆结构中起到均匀电场的作用。目前,我国高压电缆制造技术快速发展,然而高电压等级电缆料严重依赖进口,存在较多的技术壁垒。该文从高压电缆屏蔽料发展历程及关键问题、屏蔽料组成及关键性能参数、屏蔽料性能提升及改性3个方面综述了高压电缆屏蔽料的研究进展。首先,梳理高压电缆半导电屏蔽料发展历程,提炼当前屏蔽料面临的主要技术瓶颈和关键问题;其次,探讨屏蔽料导电和导热机理,从基体树脂、导电填充物和添加剂3个方面分析屏蔽料组成及性能,分析不同电压等级屏蔽料关键性能参数与技术要求;最后,探讨半导电屏蔽层配方,半导电屏蔽层–绝缘层界面特性和半导电屏蔽层性能对绝缘层电荷积聚特性的影响,并提出通过半导电屏蔽层改性抑制高压直流电缆绝缘层电荷积聚的方法。该文所做工作可为我国高压电缆半导电屏蔽料的研发、高压电缆性能评估提供理论参考。     

加工助剂对高压电缆半导电屏蔽料性能影响研究

高压电缆半导电屏蔽料主要由基体树脂、导电炭黑和加工助剂通过熔融混合加工而成。其中,加工助剂是影响高压电缆半导电屏蔽料品质的重要因素,然而加工助剂对高压电缆半导电屏蔽料性能的影响鲜有报道。该文采用熔融共混法制备导电炭黑(CB)/乙烯–丙烯酸丁酯共聚物(EBA)半导电屏蔽料,系统研究导电炭黑用量、分散剂类型与含量、交联剂类型与用量对半导电屏蔽料结构与性能的影响。采用扫描电子扫描显微镜和光学显微镜观察CB/EBA半导电屏蔽料内部微观结构和表面光洁度,通过电阻率测试仪和电子万能试验机评价CB/EBA半导电屏蔽料电性能和力学性能。实验结果表明：在导电炭黑质量分数为30%、分散剂N.N’-乙撑双硬脂酰胺为2.0%及交联剂双叔丁基过氧异丙基苯在1.0%时达到最优性能,半导电屏蔽料23℃和90℃电阻率为13.6Ω·cm和307.9Ω·cm,拉伸强度和断裂伸长率分别为18.5MPa和241.5%,且试样表面没有直径大于50μm的突起点,能够满足高压电缆屏的应用要求。此外,对比分析发现,我国自主研制的高压电缆半导电屏蔽料与国外同类产品拥有同等性能水平。该文工作为高压电缆半导电屏蔽料国产化提供了理论依据和数...     

220 kV电缆用半导电屏蔽料的制备与性能研究

采用进口BUSS设备制备了220 kV电缆用半导电屏蔽料,采用扫描电子显微镜(SEM)技术研究了导电炭黑在树脂中的分散情况,研究了导电炭黑的添加量对屏蔽料体积电阻率及机械性能的影响,用光学控制系统(OCS)设备对表面光滑度进行了检测,通过热失重技术(TG)研究了屏蔽料的高温稳定性。最终确定了导电炭黑的最佳添加量为30wt%。     

半导电屏蔽材料对高压XLPE电缆绝缘电气性能的影响

为研究半导电屏蔽材料对高压XLPE电缆绝缘中电荷输运行为的影响,本研究选用国内外3种不同型号的半导电屏蔽材料配合同一XLPE绝缘,模拟实际电缆结构试制了屏蔽-绝缘-屏蔽的三明治结构试样,并对其进行高场强电导测试以及空间电荷测量。结果表明：屏蔽层的引入使绝缘内部的电导方式发生了改变。相较于纯XLPE绝缘试样,含屏蔽层配合的绝缘试样电荷注入明显增加,其中进口屏蔽料配合的试样绝缘-屏蔽界面对电荷注入的抑制能力较强,电荷注入程度较弱。电荷注入会对空间电荷在绝缘内部的积聚程度产生影响,其中,含国产屏蔽料配合的试样的空间电荷积聚较为严重,含进口屏蔽料配合的试样空间电荷积聚程度较轻。此外,空间电荷测量还需要注意因试样结构的特殊性带来的阻抗不匹配问题。     

110kV电缆用半导电屏蔽料的性能研究

采用熔融共混法制备了110 k V电缆用半导电屏蔽料(牌号HTDW-110),用扫描电子显微镜(SEM)技术研究了导电炭黑在树脂中的分散情况,通过热失重技术(TG)研究了屏蔽料的高温稳定性,对比了我公司110 k V半导电屏蔽料与国外进口产品(进口料A、进口料B)在表面光滑度、物理机械性能、电气性能方面的差异。     

电缆半导电屏蔽层中导电离子析出模型分析

中低压电力电缆主绝缘的水树现象是造成电缆故障的一个很重要的因素,在温度和高电场等外界条件共同作用下,电缆半导电屏蔽层中含有的游离导电离子析出后在电缆主绝缘表面形成水树现象的起始点。通过对半导电屏蔽试样水煮得到的数据进行分析,建立扩散模型,利用Fick第二扩散方程对该模型进行解析,得到t时刻试样中导电离子的浓度分布并与导电离子的析出试验数据相符。     

关于电缆半导电屏蔽层电阻率试验的研究

对国内外不同的电缆屏蔽料生产的电缆内外半导电屏蔽层的电阻率(或电阻)进行了实验研究,实验结果表明:电缆屏蔽层的电阻率与测量时间、测试温度均存在相关性。由此分析认为,IEC 60840和IEC 60502,以及国家标准GB/T 12706—2002中关于半导电屏蔽层电阻率的测试方法,存在测试条件规定不明确的问题,并提出了执行该标准的具体建议。     

高压电缆半导电缓冲层新型评价方法探讨

近年来,由高压电缆半导电缓冲层烧蚀引起的电缆故障日益增多,对电缆缓冲层与金属套之间的电气接触性能的评价显得尤为重要.目前国内没有可以评价两者之间电气性能的方法,因此,提出了一种能够评估半导电缓冲层电气性能的测试方法,并搭建了相应的测试平台.评估不同状态电缆样品半导电缓冲层的接触性能,该方法能够对电缆半导电缓冲层电气性能...     

中压电力电缆用半导电屏蔽料浸水渗透性研究

应用于潮湿场所的中压电力电缆产品,水分会使与绝缘层紧密接触的内外半导电层中的组分迁移或渗透出来,在绝缘层和半导电层界面形成酸性或碱性液滴微粒。这些液滴里的导电离子,在高电场作用下会频繁撞击绝缘表面,形成水树枝,导致电力电缆绝缘层性能迅速劣化击穿,极大降低电缆的使用寿命。通过测试半导电屏蔽料浸水后的pH值、电导率性能,研究了中压电力电缆用半导电屏蔽料浸水渗透性。     

中压电力电缆用半导电屏蔽料电阻率温度系数研究

中压电力电缆半导电屏蔽层的附加损耗与体积电阻率相关。电缆工作温度上升,半导电屏蔽层电阻增大,则电缆tg δ变大,半导电界面热效应变坏,影响电缆使用寿命,因此半导电屏蔽层电阻率的温度特性应平稳。相应的,半导电屏蔽层所用半导电屏蔽料的电阻率温度特性也应平稳。通过研究半导电屏蔽料的电阻率温度特性,认为通过考核电阻率的温度系数来评估半导电屏蔽材料的电气性能稳定性是一种可行且操作简便的试验方法,并给出了电气热稳定性较好屏蔽料的电阻率温度系数α范围。     

双逾渗半导电屏蔽胶料配方研究

利用双逾渗理论研究了半导电屏蔽胶料配方,从生胶及并用比的选择、导电炭黑的选择、其他配合剂的选择、工艺加工等方面进行了探讨。实验结果表明,双逾渗半导电屏蔽胶料拥有良好的导电性能、力学性能和加工性能,能够作为矿用电缆屏蔽层使用。     

电缆用半导电阻燃带的研究

以玻璃纤维布为骨架材料,配合半导电阻燃胶,研制出电缆用半导电阻燃带,以提高电缆的电气、消防安全性能并降低生产成本。     

碳纳米管在半导电屏蔽材料中的应用

分析导电炭黑和碳纳米管在半导电屏蔽料中的导电机理,分别对导电炭黑、碳纳米管及两种材料复配后的体系进行试验,分析其导电性。试验显示碳纳米管不能简单地完全取代导电炭黑,需进行复配使用。复配后可大大降低屏蔽料的体积电阻率并减少整个配方中导电体系的份数。     

XLPE绝缘电力电缆半导电屏蔽电阻率的试验

对半导电屏蔽材料及用其制造6~30 kV的交联聚乙烯(XLPE)绝缘电力电缆的半导电屏蔽层电阻率进行了试验和分析讨论。最后,对半导电材料的检验和控制提出了建议。     

聚合物基电磁屏蔽复合材料

介绍了电磁干扰的危害及电磁屏蔽的基本原理，着重论述了聚合物基电磁屏蔽复合材料的研制技术和开发现状，并探讨了导电填料、聚合物基体及复合工艺等因素对这类复合材料屏蔽效能的影响。     

高压电缆状态监测技术在杭州地区的应用

高压电缆在城市输配电网中使用得越来越广泛,而目前电缆的状态监测与缺陷诊断技术还不够成熟。为了确保电缆的安全运行,杭州市电力局先后引进了高频局部放电在线测试设备、振荡波局放测试系统、接地电流与电缆温度在线监测系统、智能巡检机器人等新技术。本文介绍了电缆监测技术应用情况、各种监测技术的特点以及相关使用经验。