XLPE电缆老化状况对绝缘层微观结构的影响

对两条退役110 kV XLPE电缆和一条备用电缆进行试验,利用电声脉冲法(PEA)和X射线衍射技术(XRD)研究了老化状况对XLPE电缆绝缘层微观结构的影响.结果表明:电缆的老化会造成绝缘晶体尺寸减小,结晶度降低,因此其捕获空间电荷的能力增强;老化过程始于电缆最外层,而长时间的老化作用对绝缘中间层的影响更大,中间层可能是击穿的薄弱环节;XLPE电缆绝缘老化使绝缘微观结构从"中间高两端低"转变为"均匀化".     

交联聚乙烯高压电力电缆在施工过程中的防水控制及处理

针对交联聚乙烯（XLPE）绝缘电力电缆运行过程中进水或者受潮,导致电气绝缘性能和机械性能将急剧下降,严重影响电缆使用‘寿命的问题,分析了电缆受潮后产生水树对电缆的危害及作用机理,指出施工过程中电缆可能进水的原因及防水措施,阐述了电缆进水后缓冲层充氮气辅助抽真空和芯线充氮气的除水方法及步骤。     

XLPE电缆接头典型缺陷老化寿命评估研究

为评估具有典型接头缺陷的交联聚乙烯(XLPE)电缆的老化寿命,对10kV电缆制作了三种常见典型电缆接头缺陷模型,分别为划痕缺陷、气隙缺陷和爬电缺陷。首先采用常规法,基于老化过程中XLPE断裂伸长率的变化,结合Arrhenius方程推算出电缆特定条件下的老化寿命,然后将逐级耐压实验数据与该寿命结果比对,得到选用电缆的寿命指数,最后采用工程经验公式计算得到具有接头缺陷电缆的老化寿命,在电压10kV,温度85℃下三种缺陷类型的老化寿命依次为18.1年、23.2年和25.1年,同时对不同缺陷类型电缆产生的差异性实验结果进行了分析。     

浅议高压交联聚乙烯电缆绝缘老化与局部放电检测技术的试探

文章主要阐述了国内外高压交联聚乙烯(XLPE)电缆系统在运行中绝缘老化的统计情况和主要实例,对局部放电检测绝缘老化技术方法作了试验探讨。     

高压交联聚乙烯电缆绝缘结构的可靠性设计方法

采用可靠性理论中的应力-强度干涉模型来设计交联聚乙烯（XLPE）电缆绝缘厚度，通过考虑绝缘强度的概率分布与所承受电压分布之间的相互干涉来计算绝缘可靠度。采用的可靠性设计方法可以使所设计的国产220kV XLPE电缆绝缘厚度从27mm减薄到23mm。计算结果表明，在制造过程中，减小绝缘厚度分布的标准差可以提高电缆的可靠度。     

运行3~12年10 kV交联聚乙烯电缆电及理化特性试验

为研究不同运行年限的交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘的电气和理化特性,抽取12只北京地区经过3～12年运行的10 kV交联聚乙烯电力电缆,利用静电计、差热扫描量热仪等仪器对其体积电阻率、介电常数、击穿场强、水树枝及相关理化指标等进行测试。试验结果表明:电缆绝缘性能下降初期,所有不同年限的电缆体积电阻率、相对介电常数、击穿场强、红外光谱等均在正常范围内,这些指标同运行年限关系不大,而运行10年以上的电缆介质损耗因数、熔点和结晶温度的数值明显变大。研究结果为供电企业选择评估电缆绝缘状态的方法提供实验依据和数据支撑。     

配电电缆绝缘劣化的极化去极化电流特性仿真

为实现对6 kV交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘状态的可靠检测,基于德拜扩展模型建立了整体受潮、局部受潮、绝缘老化、含水树枝电缆的仿真模型,采用极化-去极化电流法(polarization-depolarization current,PDC)对电缆绝缘状态进行诊断,研究电缆在不同绝缘状态下PDC特性变化规律。结果表明:电缆受潮较严重时,电压电流呈现明显的非线性关系,绝缘电阻下降速率更快;水树枝程度越深,极化去极化电流初始值越大,电缆绝缘性能越差。     

基于有限元分析的XLPE电力电缆仿真实验

交联聚乙烯(XLPE)电力电缆的电树枝老化威胁其安全运行,为了研究针尖缺陷对电缆绝缘电树枝产生的影响,文中运用ANSYS软件对电缆内部针尖缺陷进行模拟仿真和理论分析,并与现场所测得中压XLPE电缆的耐压强度进行对比,对试验结果进行了验证,并指出了局部电场畸变是引发贯穿性放电通道的主要因素.     

XLPE电缆综合在线监测系统的研制

本文研制了一套XLPE电缆的综合在线监测系统,该系统通过电缆接地线同时监测直流分量、中性线电流以及局部放电信号对电缆主绝缘和外护套实施绝缘评估。研制的监测系统由高频电流传感器、工频电流传感器、直流电流传感器、数据采集系统以及相应的保护电路组成。其中高频电流传感器实现电缆局部放电信号的检测,响应频率选在1～8MHz;工频电流传感器实现电缆中性点接地线电流信号的测量,量程为0～50mA,精度为1%;直流电流测量通过高精度电阻实现,测量精度可达10nA;监控后台采用装有专家系统的工业控制计算机实现电缆绝缘的智能诊断。     

检测电缆附件局部放电内置传感器的特性分析

针对高压交联聚乙烯(cross-linked polyethylen,XLPE)电缆的结构及其附件内部易出现绝缘缺陷而导致放电的特点,基于电容耦合原理研制出用于电缆附件局部放电(partialdischarge,PD)信号检测的宽频带电容型内置传感器,通过建立传感器特性分析的电路模型,全面分析了影响传感器性能的各个因素,对其响应的频率特性进行了实测,并在实验室110 kV XLPE电缆PD试验平台上对电缆接头内部沿固体复合介质表面产生的放电进行试验研究。测试结果表明:研制的内置电容型传感器频率响应特性优异,能传感纳秒级暂态脉冲信号,其有效频带达500 MHz,可以用于XLPE电缆及附件PD超高频(Ultra-high frequency,UHF)信号的检测。     

电缆车削剥皮过程理论分析与仿真模拟

为解决人工剥离电缆外皮效率低、精度差的问题,通过材料力学分析和有限元方法对电缆车削剥皮过程进行了理论模型构建和仿真模拟分析,研究了电缆车削剥皮过程中的变形规律,为一种机械车削中间剥皮方式提供理论依据并验证可行性。对电缆结构特性进行分析,建立了电缆几何模型。采用复合材料力学理论分析与均匀化方法,进行电缆力学模型建立及参数的求解。建立了影响车削剥皮质量的中间剥皮车削加工力学模型,研究影响剥皮质量的电缆弯曲与扭转变形力学特性规律,并进行了电缆线径、长度、切削位置因素显著性分析。分析了电缆绝缘外皮交联聚乙烯(cross-linked polyethyline, XLPE)切削加工特点、刀具几何参数与材料选择,求解出了XLPE的修正J-C本构模型,运用ABAQUS进行热力耦合切削数值模拟,研究了切削速度、切削深度与刀具角度对切削力、切削温度及切屑形态影响规律。结果表明：电缆线径对电缆弯曲和扭转变形均有较大影响,线径越大,产生的变形越小。长度和切削位置对线缆弯曲变形影响较大,对扭转变形影响不明显。电缆XLPE外皮切削有限元模拟结果清晰直观,切削速度、切削深度和刀具前角对XLPE外皮切削形态和切割温...     

低压电缆绝缘状态检测及寿命评估

本文主要介绍了电缆的一般结构,目前电缆检测的方法及意义,分析了影响电缆绝缘性能的因数以及电缆运行的等效电路。重点论述了电缆绝缘状态检测手段,即绝缘电阻对电缆性能检测的实际意义。对电缆进行绝缘检测、判断电缆绝缘状况的好坏、判断其设备的剩余寿命,并对所测量电缆给出了评判结果。     

基于Duffing混沌振子的电缆绝缘劣化监测方法研究

交联聚乙烯（XLPE）电力电缆的绝缘性能与水树枝的形成发展密切相关。为实现对XLPE电缆的绝缘状态监测,本文选择交流电压叠加法,利用Duffing混沌振子模型对噪声抑制而对特定频率信号敏感的特性,建立周期策动力为1 Hz的Duffing混沌振子系统,实现了对1 Hz特征电流的精确测量。仿真结果表明,该系统检测精度能达到10 nA。     

基于超声波的XLPE电力电缆局部放电测量与分析

为准确判断电缆附件内部的绝缘状态,避免电缆发生绝缘击穿,对交联聚乙烯(crosslinking polyethylene,XLPE)电力电缆局部放电进行研究。在实验室环境下对尖端放电、气隙放电和沿面放电3种XLPE电力电缆放电类型进行模拟,采用超声检测系统研究了XLPE电力电缆三种缺陷局部放电特性,分析不同缺陷放电超声信号的时域特征和相位谱图特征,研究了不同电压与最大放电幅值、平均放电幅值及放电次数之间的关系,得到典型放电谱图。结果表明:同一缺陷类型在相同条件下放电稳定,重复性好;不同缺陷类型的放电发展过程有所差别,所呈现出来的局部放电谱图、单个脉冲波形、PRPD谱图区别明显。     

基于IRC和逐级耐压法的110kV XLPE电缆剩余寿命评估

在运行20多年的电缆上截取长、短试样,分别进行等温松弛电流法试验,再利用电热老化前后的长样进行等温松弛电流法试验.结果显示长样由于带有电缆接头而体现出老化因子大的特点,表明电缆接头是电缆的薄弱环节,接头更容易受到电热作用而发生老化;经电热老化后的长样因内部缺陷增加而使老化因子增大,说明电热处理会加重电缆老化程度;通过逐级耐压法对电缆试样进行试验,结果表明试样的剩余寿命在10~20年的范围内,和设计时的预期寿命一致.基于等温松弛电流法的试验结果对XLPE电缆进行老化状况评估,通过耐压法试验结果给出其具体的剩余寿命,两者相辅助结合可以进行比较全面的判断.     

基于HDS的交联聚乙烯电缆健康诊断研究

随着国内外电缆技术的迅速发展,电气性能良好的交联聚乙烯电缆取代了原有的电缆;为了对电缆的劣化值和使用寿命进行评估:首先对电缆产生高次谐波的原因进行了分析,对电缆的劣化值进行了量化百分比的处理;其次,对于劣化值在70%以上的电缆利用韦布尔系数推算其剩余寿命;最后通过对13条10kV高压电缆的老化情况和剩余寿命的测量与现有技术得到结果的对比显示出可以利用电缆的劣化情况,能较合理地估计电缆剩余寿命,指导电缆的维修和更换工作,为交联聚乙烯电缆的老化评估和寿命估计提供较为有效的方法。     

基于有限元法的XLPE电缆载流量计算及其影响因素分析

根据传热学和有限元基本原理,利用土壤区域划分法,建立了一种基于有限元法的XLPE电缆载流量计算模型,能够按照土壤热阻系数的不同对XLPE电缆周围土壤区域进行划分。根据XLPE电缆的结构参数和周围敷设区域的物性参数分析了XLPE电缆内部各层的温度分布情况,并提出了一种基于二分法来计算电缆载流量的方法。对比分析结果表明,相对于IEC60287中的热路法,该模型不仅计算结果准确,而且能更方便地考虑外界环境因素对电缆载流量的影响。通过实例仿真得出了不同影响因素对电缆载流量的影响规律,为优化电缆敷设方式提供了重要的理论依据。     

广州珠江电厂1×1000MW机组项目500kV SF6管道母线与XLPE干式电缆方案比较

本文根据国内外SF6管道母线（GIL）的使用和发展情况,阐述了GIL与XLPE电缆相比的技术特点。结合广州珠江电厂1×1000MW机组工程的具体情况,通过分析对比GIL与XLPE电缆在设计、现场安装和运行过程中的各种因素,对本工程500kV进线可选择的两个方案进行技术经济比较。     

一类基于改进Weibull分布模型的 电力电缆寿命评估方法

对电缆的剩余寿命进行评估是电缆寿命管理的关键环节,以往电缆寿命评估的方法中有Arrhenius方法和Weibull分布模型。对这两种方法分别进行分析,特别是确定Arrhenius模型中激活能的计算,以及应用Weibull分布模型对电缆寿命进行评估。最后以实际电缆的状态监测数据,对简化的Arrhenius模型进行仿真,说明所提出的方法是有效的。     

核磁共振原理的交联聚乙烯电缆热老化行为分析

在实际运行过程中,交联聚乙烯电缆(XLPE)在高温的长期作用下,会发生不可逆的破坏,使用寿命缩短。研究从材料学的角度,利用核磁共振分析仪研究XLPE的热老化行为,发现了能表征XLPE热老化规律的特征量—纵向弛豫时间和波峰面积。实验结果表明,波峰面积随老化温度和老化时间增大而减小,且波峰面积与老化时间呈近似线性规律;纵向弛豫时间也随热老化程度增大而下降。此方法为准确监测电缆老化情况提供了重要的应用价值。