高压直流电缆聚乙烯绝缘材料研究现状

聚乙烯类材料因其优异的介电性能被广泛应用于高压直流电缆绝缘。直流电缆运行过程中,绝缘材料电导率随温度梯度变化和直流电场下空间电荷的积聚而变化,导致绝缘材料内部电场畸变,是目前高压直流聚乙烯电缆绝缘发展面临的严峻问题。该文通过综合国内外研究,论述了高压直流电缆聚乙烯绝缘材料的研究进展,分析了改性聚乙烯绝缘材料的介电性能和作用机理,最后展望了高压直流聚乙烯绝缘材料的发展趋势。研究结果表明,纳米掺杂改性能够有效抑制聚乙烯绝缘材料内部空间电荷的积累,改善聚乙烯绝缘材料直流电导率的温度特性;共混改性生产免交联的聚乙烯绝缘材料能够提高其介电性能;电压稳定剂能提高聚乙烯绝缘材料的耐电树枝性能,具有良好的发展前景;超纯净聚乙烯绝缘材料是高压直流聚乙烯电缆绝缘材料研发的基础和重点。这些研究成果的总结可为未来高压直流电缆聚乙烯绝缘材料的研究和发展提供参考。     

架空电缆用新型交联混合物

自架空绝缘电缆出现以来,世界各国都根据本国国情采用合适的结构。就其绝缘结构而言,欧美国家主要采用黑色耐候交联聚乙烯绝缘,少数公司则用聚乙烯绝缘。一种新型的低压交联电缆用绝缘材料——耐紫外线照射的灰色低压交联绝缘材料,它的性能可与黑色耐候交联聚乙烯相媲美,并使电缆的结构更合理、更美观。     

法国塑料绝缘电力电缆的现状

<正> 法国从1962、1969年起分别在63千伏系统、225千伏系统中使用了聚乙烯电缆。到1979年,225千伏聚乙烯电缆已使用了60公里,而日本1979年才使用275千伏交联聚乙烯电缆。可以认为,法国塑料绝缘高压电缆是很先进的。法国塑料绝缘电缆的特征是:绝缘材料采用了低密度聚乙烯或高密度聚乙烯。而日     

热塑性电力电缆绝缘材料:历史与发展

交联聚乙烯(XLPE)具有优异的机械、热力学及绝缘性能,被广泛用作电力电缆绝缘材料。然而,XLPE是热固性塑料,电缆退役后绝缘难以循环再利用。另外,XLPE生产过程产生的副产物也会影响电缆的性能,不利于工人的健康。以上因素都是推动发展热塑性电缆绝缘的动力。本文介绍了电力电缆对绝缘材料电气特性的基本要求,总结了低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)及聚丙烯(PP)等有可能用作热塑性电缆绝缘的三类聚合物的结构与电气特性的关系。并重点综述了聚合技术、共聚技术、共混技术、添加剂、纳米添加、化学改性等在调控上述三类热塑性绝缘材料结构与性能方面的研究进展。最后,从电缆绝缘材料结构与性能关系、聚合物存在多样性结构以及聚合物合成新技术日新月异等方面,对未来热塑性电力电缆绝缘材料的发展进行了展望。分析认为:新型合成技术是实现高性能热塑性电力电缆绝缘材料的有力手段;复合、改性技术则是发展热塑性电力电缆绝缘材料的重要补充。     

高压直流电缆用纳米复合聚乙烯的研究

高压直流电缆运行中的温度梯度效应导致电缆外绝缘层场强严重畸变,降低了绝缘的电气强度和使用寿命。通过添加1%纳米填料制备复合低密度聚乙烯(LDPE)绝缘材料,能有效消弱温度梯度场对LDPE绝缘中场强的畸变特性。同时,添加1%的纳米填料,不但未改变LDPE的直流击穿强度,且体积电阻率略有增加。     

低压交联电缆绝缘层开裂原因分析与处理

安装在露天的低压0.6/1kV交联聚乙烯绝缘电力电缆在使用1～2年后,其裸露在外面的电缆终端绝缘层出现了开裂或部分绝缘脱落,电缆芯线绝缘层发生变色及脆性开裂。电力安装部门检查分析后认为,绝缘材料的性能较差是绝缘层开裂的主要原因。1绝缘开裂现象在电缆敷设现场,发生电缆绝缘层开裂的是YJV或YJV22型0.6/1kV低压交联聚乙烯绝缘电力电缆,其所采用的绝缘料是交联聚乙烯。聚乙烯经过蒸汽交联后,其分子结构转变为网状立体结     

新型环保聚丙烯绝缘中压电力电缆的研究

电缆中常用的交联聚乙烯绝缘材料是热固性塑料,难以循环再利用,其交联和去应力时间、成本远高于热塑性材料。本工作研究的额定电压26/35kV环保型聚丙烯(PP)绝缘电力电缆,其生产工艺不同于普通交联聚乙烯绝缘电力电缆,通过选用热塑性改性新型环保PP作为中压电缆的绝缘材料,使用合理的生产工艺和产品结构设计,实现PP绝缘电力电缆的生产制造。该产品正常运行工作温度可达105℃,具有传输容量大、绿色环保、成本低等特点;其各项性能通过型式试验检测,而且可提高电缆的可靠运行。目前PP绝缘电力电缆在国内市场空白,该研究的应用和推广,对PP绝缘中压电力电缆的开发具有重要指导意义。     

影响两步法硅烷交联低压架空电缆绝缘热收缩性能的工艺研究

绝缘热收缩性能是交联聚乙烯绝缘电力电缆和架空绝缘电缆型式试验中的一项重要指标。针对交联聚乙烯绝缘电力电缆和架空绝缘电缆经常出现绝缘热收缩性能不能满足产品标准的试验要求,导致电缆产品出现不合格的现象,通过分析研究电缆绝缘材料、导体温度、挤塑温度、挤塑模具和冷却等各个环节对绝缘热收缩性能的影响,并对交联聚乙烯绝缘电缆的热收缩性能进行了多次试验验证,得出了有效减小绝缘热收缩率的方法及措施,使电缆的热收缩性能完全满足产品标准的型式试验要求。     

基于电致发光相位谱对电缆绝缘交流空间电荷特性的研究

为研究交联聚乙烯(XLPE)电缆的绝缘性能,针对电热老化后的电缆绝缘试样开展电致发光测试,获得不同电压等级下的电致发光光谱和相位谱,分析电致发光光谱相位超前于交流电压相位的原因。结果表明:电缆绝缘在电热老化过程中发生氧化产生羰基;由于电缆绝缘制造过程中的残余交联副产物老化后分解形成杂质,使得电缆绝缘材料在交流电压作用下承受强烈的空间电荷作用,从而导致电缆绝缘交联聚乙烯的电致发光相位超前量远大于低密度聚乙烯。     

氟塑料绝缘电缆快速检测方法的研究

为快速准确地检测判断氟塑料绝缘电缆,基于氟塑料绝缘电缆的温度特性,提出了一种快速、简单的氟塑料识别及检测方法。该方法针对绝缘材料不同的耐高温性能,检测其温度特性和密度变化等理化参数,能够准确快速地识别和判断出电缆所采用的绝缘材料类型。多种绝缘材料的电力电缆试品试验检测结果证实:该方法能够快速、准确地识别和判断氟塑料、再生氟塑料和交联聚乙烯电缆用绝缘材料。     

交联聚乙烯电缆老化、诊断及修复研究进展

交联聚乙烯(XLPE)电缆的绝缘状态关系到输电系统的安全运行,因此,研究电缆绝缘的老化方式、状态监测和诊断方法意义重大。本文首先介绍了XLPE电缆绝缘的老化方式和老化机理;随后总结了电缆绝缘的状态监测方法,包括利用绝缘材料的理化性质和特征响应性实现电缆绝缘的状态监测;最后讨论了电缆绝缘老化的修复方法和预防措施。     

225千伏低密度聚乙烯绝缘电缆的实用情况

<正> 一、前言合成绝缘材料具有比油浸纸绝缘优良的特性,在高压领域中得到广泛的使用。现在在法国,聚乙烯绝缘电缆已使用到225千伏。在SILEC公司,从1969年以来,用于225千伏的网络,都采用低密度聚乙烯。积15年之经验可以确信,如果使用严格挑选的绝缘材料,那么,即使是在高达10千伏/毫米的工作场强下,聚乙烯绝缘也有优秀的可靠性。     

环保型高压直流电缆绝缘材料研究进展

随着直流输电技术的发展,直流电缆输电方式在未来电能传输中将发挥重要作用,而直流电缆输电技术发展的关键在于电缆绝缘材料的突破。针对传统交联聚乙烯绝缘存在的不可回收再利用、工作温度有限和加工工艺复杂等缺点,开发环保型直流电缆绝缘材料显得尤为必要。为促进环保型直流电缆绝缘材料的研究和开发,对环保型直流电缆绝缘材料的发展现状和关键技术进行了系统评述。总结了目前常见的几种聚烯烃类环保型直流电缆绝缘材料的研究进展和聚烯烃材料的3种改性方法:共混改性、纳米改性和化学接枝改性,对比了环保型直流电缆绝缘材料和传统交联聚乙烯相比的优势。可以看出,以热塑性聚烯烃,特别是聚丙烯为基体的环保型直流电缆绝缘材料展现出了很好的应用前景,可以有效提高直流电缆的工作温度,简化加工工艺。环保型直流电缆绝缘材料开发过程中更应注重材料在高温下的性能,以发挥其优势从而提高直流电缆的运行温度,同时应该同步开展环保型直流电缆绝缘材料的老化研究。     

内部气压下电缆电树枝不同生长阶段的局部放电统计参量研究

交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘电热老化产生的气体会在绝缘层或绝缘材料微孔内产生局部高气压,为了研究内部气压作用下XLPE电缆绝缘的老化特征,分别以XLPE短电缆和电缆绝缘层切片为试验样品,搭建了试验系统,研究了局部气压作用在绝缘层或绝缘材料微孔内时的局部放电及其绝缘老化特征,并采用局部放电矩特征分析局部气压作用下XLPE电缆局部放电特征参量与绝缘老化程度之间的关系,探讨将其应用于交联聚乙烯电缆绝缘老化评估的可能性。结果表明:局部高气压使电树枝通道内局部放电加剧,绝缘老化加速;微孔内的气压相较于绝缘层气压对电树枝内局部放电的促进作用更加明显;最大放电量相位分布H_(qmax)(φ)谱图的偏斜度Sk、峭度K_u和放电次数相位分布H_n(φ)谱图的放电相位分布可作为评估XLPE中电树枝发展阶段的标准。     

紫外光引发聚乙烯交联技术研究进展

交联聚乙烯绝缘电缆在高压及超高压领域中具有广泛的应用前景,生产交联聚乙烯绝缘电缆的紫外光引发交联技术因具有生产效率高、可连续生产时间长、辐照设备简单和基建费用低等优点,在高压电力电缆及海底电缆等领域将有望代替过氧化物交联技术而成为新一代超高压交联聚乙烯电缆的基本工艺。该文对交联聚乙烯绝缘电缆紫外光引发交联技术的核心机理和研究进展进行全面综述,探讨紫外光引发聚乙烯交联光化学反应的动力学特性及交联特性,重点分析紫外光交联聚乙烯绝缘介质的电学特性,并展望紫外光交联聚乙烯绝缘介质未来的研究方向,对于研制高电压绝缘材料和开发新聚合物合成技术具有重要意义。     

柔性直流电缆附件应力锥设计研究

应力锥结构设计是柔性直流电缆附件开发的重点和难点,目前还没有柔性直流电缆附件应力锥电场的系统研究及相关设计理论。本文通过试验研究了柔性直流电缆绝缘交联聚乙烯(XLPE)和附件应力锥绝缘三元乙丙橡胶(EPDM)材料的电阻率与温度和电场强度的关系。结果表明:电阻率与温度和场强分别呈e指数及幂指数关系,且随这两个参数的增大而减小。基于热路方程,计算了柔性直流电缆绝缘和应力锥绝缘组成的双层介质的温度分布,进一步利用欧姆定律及绝缘材料的电阻率表达式,得到了双层绝缘介质中的电场分布。根据应力锥曲线上任意点的总电场方向垂直于切线方向的特点,利用应力锥绝缘电场表达式及数值求解方法,提出了应力锥曲线设计方法。最后,以±320 kV柔性直流电缆终端为例,根据现有相关参数,得到了具体的应力锥曲线形状。     

硅橡胶电导特性对XLPE绝缘高压直流电缆终端电场分布的影响

交联聚乙烯(XLPE)绝缘高压直流电缆终端内各绝缘材料的电导率受温度和电场强度的影响差异较大,这是导致其电场分布复杂、研发难度大的关键因素之一。为此,利用多物理场耦合软件仿真计算了以不同性质硅橡胶为增强绝缘的高压直流电缆终端模型内的电场分布,分析了绝缘材料的电导特性对电场分布的影响与机理。研究结果表明:以高压交流电缆终端中常用的硅橡胶作为直流电缆终端的增强绝缘时,应力锥根部的硅橡胶内电场严重畸变,最大电场强度(简称场强)值约达到电缆本体平均场强的6.7倍;以具有合适非线性电导特性的硅橡胶做增强绝缘时,直流电缆终端内电场分布均匀,且最大场强点位于电缆XLPE绝缘内。说明应用电导非线性硅橡胶是解决XLPE绝缘高压直流电缆终端制造瓶颈问题的有效方法之一。     

交联聚乙烯绝缘高压直流电缆电场分布计算

为设计交联聚乙烯(XLPE)绝缘高压直流电缆的结构,在实验基础上总结出进口高压直流电缆XLPE绝缘材料的电导特性方程,利用COMSOL Multiphysics软件通过电场和热场耦合仿真计算了电缆在不同负荷下的电场分布。研究表明,在电场强度较低和较高时,进口高压直流电缆XLPE绝缘材料的电导率随温度变化明显,电场强度变化几乎不对其产生影响;在某一电场强度范围内,温度和电场强度的改变均会使XLPE的电导率发生明显变化,该场强范围随温度而变化;所设计高压直流电缆在两种敷设环境下100%负荷时电场分布均匀;在电缆传输电流较大时,电缆XLPE绝缘内的温度梯度增大,电缆绝缘外表面处电场强度最大。基于有限元法的多物理场耦合仿真计算是研究XLPE绝缘高压直流电缆电场分布的有效手段。     

交联聚乙烯电缆中空间电荷的研究现状

在电力系统中,交联聚乙烯绝缘因其优良的介电和耐热性能已被广泛应用于高压和超高压塑料绝缘电力电缆中。但在直流电场作用下,绝缘中容易形成空间电荷,空间电荷会使电场分布发生畸变,加速了绝缘老化,降低电缆使用寿命。总结了空间电荷在聚合物特别是聚乙烯电缆绝缘材料老化中的研究现状,概述了近20 a国内外在聚乙烯材料中抑制同极性和异极性空间电荷产生的方法,最后从工程实际应用出发,简要介绍了从空间电荷角度诊断交联聚乙烯电缆中电介质老化的方法及现状。     

挤包绝缘高压直流电缆应用现状与研究展望

挤包绝缘高压直流电缆已成为远距离、大容量输电线路建设的主要装备之一,现阶段广泛应用的挤包绝缘直流电缆以交联聚乙烯(XLPE)绝缘为主.针对XLPE绝缘高压直流电缆研发和应用中的绝缘空间电荷特性、副产物脱气等主要问题进行全面综述,指出在工业化生产方式下,超纯净体系XLPE绝缘材料是目前用来缓解空间电荷问题和实现电缆批量化...