检测交联聚乙烯电缆绝缘中水树枝的装置

热老化过程不但会影响交联聚乙烯电缆绝缘的电磁学和物理化学性能,还对绝缘内水树的产生与生长有着一定的影响。通过研究热老化过程对xlpe电缆绝缘中的水树现象的影响,以及在几个有可能的影响因素当中,哪个因素对水树现象的影响最大。实验结果表明,在与xlpe电缆绝缘的热老化有关的各种因素对水树现象的影响中,热氧化对xlpe电缆绝缘表层水树的产生和生长的影响最大。尽管热氧化所引起的缺陷有可能就是xlpe电缆绝缘中水树生长过程中的起始点,但是它在一定程度上抑制着水树的成长,甚至有着"水树延迟效果"的美称。

为了研究交联聚乙烯电缆绝缘中的残余应力及其随温度的变化与松弛情况,利用电阻应变计与电阻应变仪连接的试验线路,在升温至80°c和90°c以及在这两个温度下的保温过程中,测量了绝缘截面上不同部位的应变量。试验发现,生产过程导致交联聚乙烯绝缘层中存在残余机械应力/应变以及半径方向的形态不均匀,这是导致电缆性能下降的重要原因,尤其对绝缘较厚的高压和超高压电缆,需恰当的热处理工艺消除其影响,改善绝缘性能。所提测试方法简单易行,可与计算机连接完成自动连续测量,因此可用于工艺参数的优化设计。

交联聚乙烯电缆绝缘的应变测量与分析

分析了交联聚乙烯绝缘电缆在国内外的发展趋势,指出研究这种电缆绝缘在线检测的必要性,并阐述了国内外交联聚乙烯绝缘电缆在线监测的几种方法.

交联聚乙烯(xlpe)绝缘电缆的发展已有40年的历史,由于优点很多,前景广阔,发展迅猛。张家口供电公司配电网从2002年起,大规模使用交联聚乙烯绝缘电缆,收益良好,但也存在很多问题。多年来,该公司针对交联聚乙烯电缆绝缘击穿事故进行分析和处理,掌握了一套在交联聚乙烯电缆运行维护中,"如何减少电缆绝缘被击穿"的有效方法。

半结晶高聚物中的电树枝特性远比纯脆性或柔性聚合物复杂,源于材料中的结晶区和无定形区两相共存。在厚绝缘交联聚乙烯(xlpe)中还存在不均匀结晶和微孔高度集中,以及残存应力,导致电树枝特性更加复杂。本文提出利用生长速度比和扩展系数两个新参数来研究xlpe中的电树枝生长规律。根据xlpe电缆绝缘中电树枝结构特征和生长特性,研究了电树枝的影响因素和绝缘中的四种亚微观绝缘结构弱点,分析了微孔集中、大球晶边界及结晶排渣、应力、电场局部集中所导致的电树枝在绝缘内侧的迅速扩展现象,提出了超高压xlpe电缆发展所必须解决的亚微观绝缘结构缺陷在电缆绝缘内侧集中问题及其对策。

随着技术的不断发展和电缆原材料的不断革新，抗水树交联聚乙烯电缆应运而生。欧美在抗水树电缆领域已走在前面，而我国抗水树电缆的研制尚处于起步阶段。我国抗水树交联聚乙烯电缆的试验标准主要包括gb／t12706-2008《额定电压lkv（um=1．2kv）到35kv（um=40．5kv）挤包绝缘电力电缆及附件》和dl／t1070-2007《中压交联电缆抗水树性能鉴定试验方法和要求》等。目前，抗水树交联聚乙烯电缆已在北美、南美、欧洲和部分亚洲地区得到广泛的应用。我国诸多材料生产厂家已加入到抗水树材料的研发行列中，并取得了一些阶段性成果。抗水树电缆未来具有广泛的应用前景，必将成为国内电缆领域的主流。

在交联聚乙烯电缆交联度测试中,热延伸法测量表明,高压交联电缆绝缘内层的延伸率大于外层,说明绝缘内层的交联度小于外层,但凝胶含量试验方法的测试结果却与热延伸试验的结果完全相反,通过分析认为是内、外层绝缘结晶形态和结晶度的不同导致了凝胶含量试验法测试交联度的不准确性;此外,通过物理机械性能试验,发现绝缘内层的抗拉强度和伸长率小于外层,这些结果说明电缆绝缘交联度存在径向的非均匀性。

针对高压交联聚乙烯电缆绝缘试样,在1000—2000hz10kv峰值正弦电压下,采用计算机实时显微数字摄像技术进行了电树枝培养实验.基于半结晶绝缘材料中电树枝生长机理和电树枝结构的分形特征,提出了一个在高频范围定量预测电应力驱动下交联聚乙烯电缆绝缘中电树枝生长特性的动力学模型,获得了电树枝生长率方程和从电树枝生长到击穿过程的寿命公式.将该模型预测值与实验中获得的电树枝生长规律实验数据进行比较,其结果有较好的一致性,表明提出的模型化方法可以应用到交联聚乙烯电缆绝缘中电树枝老化规律的定量分析研究中.

研究发现,交联聚乙烯中存在导电型、非导电型和混合型三种电树枝,分别对应于不同的生长机理,主要取决于介质的聚集态和施压频率等。实验表明,均匀结晶态中的电树枝为导电型,非均匀结晶态大球晶界面的电树枝为非导电型;频率会促进非导电型电树枝的发展,但对导电型电树枝的引发与生长不产生显著影响。非导电型电树,会缓慢发展成为混合型。研究分析证实,空间电荷限制下的树枝尖端微击穿是深入到晶体中的导电型电树枝缓慢发展的主要过程,局部高温高压气体沿晶界弱区迅速膨胀、树枝通道中的局部放电和电荷复合等是非导电型电树枝发展的主要过程。

交联聚乙烯(xlpe)电力电缆的树枝状老化研究(尤其是电树枝老化)是诊断电缆绝缘故障的有效方法。文中采用针板模型模拟电缆绝缘中电树枝的产生,并通过ansys软件计算不同曲率半径及不同电压等级下起始状态针尖处的场强分布。最后,根据实验室所搭建的实验系统观察不同电压下绝缘中电树枝的起始发展情况。

交联聚乙烯(xlpe)电缆在我国的应用越来越广泛,其绝缘老化的在线检测也日益提到议事日程上来。论文就直流叠加法在线检测电缆老化进行了研究,用软件作仿真,并通过实验得出直流叠加法的切实可行性。

设计了高温下交联聚乙烯(xlpe)电缆绝缘中电树枝化的实验系统,在外施工频电压有效值为13kv下,对不同温度下高压xlpe电缆绝缘中电树枝生长及其局部放电特性进行研究,结果表明,温度对电树枝的生长具有重要影响,整个系统可以用于高温下电树枝生长过程的实时观测与局部放电连续测量,为研究高温下xlpe电缆绝缘中电树枝引发与生长机理及其局部放电特性分析提供了实验研究平台。

本文简单介绍了交联聚乙烯(xlpe)电力电缆绝缘损坏的主要原因,并论述了xlpe电力电缆的离线和在线诊断技术。特别提出了用0.1hz超低频交流耐压代替直流耐压的优越性和可行性。对xlpe电缆绝缘在线诊断的意义及发展方向进行了探讨。

介绍了目前交联聚乙烯电缆绝缘在线检测的各种方法,并叙述各自的有效性及实用性

阐述了水/电加速树枝试验和线路运行电缆发生故障后,在交联聚乙烯绝缘内存在的水树枝现象。通过显微观察,揭示和比较了交联聚乙烯电缆内水树枝对其寿命的影响。

采用大分子成炭发泡剂及改性的聚磷酸铵制备出新型的无卤高效膨胀阻燃剂,将该类阻燃剂成功应用于可光交联的聚乙烯电缆材料中,赋予聚乙烯电缆材料良好的力学性能、阻燃性能及电性能。复合材料的各项物理机械性能及阻燃性能指标,完全符合国家标准gb/t12706-2008中对电力电缆交联聚乙烯绝缘材料的各项指标要求。

针对交联聚乙烯电缆水树枝老化的问题,介绍电缆水树枝形成和发展的过程,分析电缆水树枝修复技术的原理、修复液注入工艺和研究现状,提出该技术应用中需要解决的关键问题。

简述我国高压交联聚乙烯(xlpe)绝缘电力电缆及其绝缘料的市场情况,以国产商品化中压xlpe电缆的绝缘料为基准,分析国内外高压xlpe电缆绝缘料及其制品的绝缘性能,介绍了新上化高分子材料有限公司高压xlpe电缆绝缘料国产化的研发过程。

本文总结了日本和近年来欧洲开发的500kv高压交联电缆结构的研究设计方法和结构选型经验,供国内有关单位参考。

500kV交联聚乙烯电缆绝缘结构的研究设计

简要介绍了110kv级交联聚乙烯电缆绝缘料国产化问题,提出了该产品性能指标、加工工艺和装备的建议,并对国内生产现状进行了分析,提出了国产化的可行性。