交聯(lián)聚乙烯電纜中電樹枝仿真與場強(qiáng)計算

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和電纜原材料的不斷革新，抗水樹交聯(lián)聚乙烯電纜應(yīng)運(yùn)而生。歐美在抗水樹電纜領(lǐng)域已走在前面，而我國抗水樹電纜的研制尚處于起步階段。我國抗水樹交聯(lián)聚乙烯電纜的試驗標(biāo)準(zhǔn)主要包括gb／t12706-2008《額定電壓lkv（um=1．2kv）到35kv（um=40．5kv）擠包絕緣電力電纜及附件》和dl／t1070-2007《中壓交聯(lián)電纜抗水樹性能鑒定試驗方法和要求》等。目前，抗水樹交聯(lián)聚乙烯電纜已在北美、南美、歐洲和部分亞洲地區(qū)得到廣泛的應(yīng)用。我國諸多材料生產(chǎn)廠家已加入到抗水樹材料的研發(fā)行列中，并取得了一些階段性成果?？顾畼潆娎|未來具有廣泛的應(yīng)用前景，必將成為國內(nèi)電纜領(lǐng)域的主流。

針對高壓交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣試樣,在1000—2000hz10kv峰值正弦電壓下,采用計算機(jī)實時顯微數(shù)字?jǐn)z像技術(shù)進(jìn)行了電樹枝培養(yǎng)實驗.基于半結(jié)晶絕緣材料中電樹枝生長機(jī)理和電樹枝結(jié)構(gòu)的分形特征,提出了一個在高頻范圍定量預(yù)測電應(yīng)力驅(qū)動下交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣中電樹枝生長特性的動力學(xué)模型,獲得了電樹枝生長率方程和從電樹枝生長到擊穿過程的壽命公式.將該模型預(yù)測值與實驗中獲得的電樹枝生長規(guī)律實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,其結(jié)果有較好的一致性,表明提出的模型化方法可以應(yīng)用到交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣中電樹枝老化規(guī)律的定量分析研究中.

設(shè)計了高溫下交聯(lián)聚乙烯(xlpe)電纜絕緣中電樹枝化的實驗系統(tǒng),在外施工頻電壓有效值為13kv下,對不同溫度下高壓xlpe電纜絕緣中電樹枝生長及其局部放電特性進(jìn)行研究,結(jié)果表明,溫度對電樹枝的生長具有重要影響,整個系統(tǒng)可以用于高溫下電樹枝生長過程的實時觀測與局部放電連續(xù)測量,為研究高溫下xlpe電纜絕緣中電樹枝引發(fā)與生長機(jī)理及其局部放電特性分析提供了實驗研究平臺。

首先介紹了由“直流分量法”、“交流疊加法”和“損耗電流測量法”三者結(jié)合起來的綜合判斷方法,然后重點(diǎn)論述了交流疊加法的具體實現(xiàn)方案。基于3種方法的綜合應(yīng)用,制成的裝置可以在不改變電力系統(tǒng)接地方式的情況下實現(xiàn)xlpe電纜水樹老化狀況的在線檢測。

yjv、yjlv 6/6kv6/10kv yjv、yjlv 8.7/10kv 8.7/15kv yjv、yjlv 12/20kv yjv、yjlv 21/35kv yjv、yjlv 26/35kv yjv、yjlv 64/110kv 1*350.2120.1370.152 1*500.2370.1920.1660.1180.114 1*700.270.2170.1870.1310.125 1*950.3010.240.2060.1430.135 1*1200.3270.2610.2230.1530.143 1*1500.3580.2840.2410.1640.153 1*1850.3880.3070.2670.180.163 1*2400.430.3390.2910.1940.1760.129 1*3000.

電氣絕緣特性優(yōu)良的交聯(lián)聚乙烯電纜是當(dāng)今電力電纜的主流,目前已有500kv級的產(chǎn)品用于輸配電工程?？墒情L期使用中因熱、水分、化學(xué)、機(jī)械等原因而老化,為了防止不可預(yù)見的事故于未然,檢知電纜老化程度和原始缺陷非常重要。本文介紹了高壓交聯(lián)聚乙烯電纜維護(hù)、檢修的必要性與要點(diǎn),以及計劃預(yù)檢修的絕緣診斷技術(shù)。

半結(jié)晶高聚物中的電樹枝特性遠(yuǎn)比純脆性或柔性聚合物復(fù)雜,源于材料中的結(jié)晶區(qū)和無定形區(qū)兩相共存。在厚絕緣交聯(lián)聚乙烯(xlpe)中還存在不均勻結(jié)晶和微孔高度集中,以及殘存應(yīng)力,導(dǎo)致電樹枝特性更加復(fù)雜。本文提出利用生長速度比和擴(kuò)展系數(shù)兩個新參數(shù)來研究xlpe中的電樹枝生長規(guī)律。根據(jù)xlpe電纜絕緣中電樹枝結(jié)構(gòu)特征和生長特性,研究了電樹枝的影響因素和絕緣中的四種亞微觀絕緣結(jié)構(gòu)弱點(diǎn),分析了微孔集中、大球晶邊界及結(jié)晶排渣、應(yīng)力、電場局部集中所導(dǎo)致的電樹枝在絕緣內(nèi)側(cè)的迅速擴(kuò)展現(xiàn)象,提出了超高壓xlpe電纜發(fā)展所必須解決的亞微觀絕緣結(jié)構(gòu)缺陷在電纜絕緣內(nèi)側(cè)集中問題及其對策。

研究發(fā)現(xiàn),交聯(lián)聚乙烯中存在導(dǎo)電型、非導(dǎo)電型和混合型三種電樹枝,分別對應(yīng)于不同的生長機(jī)理,主要取決于介質(zhì)的聚集態(tài)和施壓頻率等。實驗表明,均勻結(jié)晶態(tài)中的電樹枝為導(dǎo)電型,非均勻結(jié)晶態(tài)大球晶界面的電樹枝為非導(dǎo)電型;頻率會促進(jìn)非導(dǎo)電型電樹枝的發(fā)展,但對導(dǎo)電型電樹枝的引發(fā)與生長不產(chǎn)生顯著影響。非導(dǎo)電型電樹,會緩慢發(fā)展成為混合型。研究分析證實,空間電荷限制下的樹枝尖端微擊穿是深入到晶體中的導(dǎo)電型電樹枝緩慢發(fā)展的主要過程,局部高溫高壓氣體沿晶界弱區(qū)迅速膨脹、樹枝通道中的局部放電和電荷復(fù)合等是非導(dǎo)電型電樹枝發(fā)展的主要過程。

交聯(lián)聚乙烯電纜

文章對交聯(lián)聚乙烯電纜的特點(diǎn)、主要生產(chǎn)工藝進(jìn)行了論述,提出了交聯(lián)聚乙烯電線電纜未來的發(fā)展方向。

交聯(lián)聚乙烯電纜-10.

1kv交聯(lián)聚乙烯電纜 技術(shù)條件 1.適用范圍 本技術(shù)條件適用于河南省電力公司1kv交聯(lián)聚乙烯電纜的招標(biāo)通用訂貨，是相關(guān)設(shè)備通用訂 貨合同的技術(shù)條款。 2.設(shè)備名稱及型號 3.1設(shè)備名稱1kv交聯(lián)聚乙烯電纜 3.2設(shè)備型號(zrc)-yjly22/yjy22-0.6/1-mm2(買方填寫) 4.技術(shù)要求 4.1電纜制造廠應(yīng)按本技術(shù)要求,同時應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)的要求組織生產(chǎn),并提供國家電線電纜檢測中心 或國家電網(wǎng)公司電力設(shè)備質(zhì)量檢驗測試中心的鑒定報告. 4.2主要技術(shù)內(nèi)容 4.2.1使用環(huán)境條件 4.2.1.1海拔:不高于1000m 4.2.1.2使用環(huán)境溫度:空氣不高于+40℃ 空氣不低于-20℃ 土壤最高溫度25℃； 土壤熱阻系數(shù):1.2℃.m／w。 4.2.1.3抗震能力:地面水平速度:0.3g 地面垂直加速度0.1

采用共焦raman光譜分析法對交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣發(fā)生擊穿后的通道,以及在試驗條件下加18kv工頻電壓得到的電樹枝的不同生長長度處樹枝通道進(jìn)行化學(xué)產(chǎn)物分析,最終獲得了擊穿通道產(chǎn)物的材料特性、擊穿通道處有游離碳的特征峰譜線的存在,并依此判斷電力絕緣發(fā)生擊穿后絕緣材料被碳化,針尖附近亦測到游離碳的存在,但離針尖較遠(yuǎn)處的譜圖上均沒有測得碳峰,譜圖上均有熒光背景存在,不同生長長度處電樹枝通道的譜線含有不同的交聯(lián)聚乙烯基帶峰,表明材料發(fā)生裂解,并且隨著電樹枝的生長其裂解程度不同。

為了研究交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣中的殘余應(yīng)力及其隨溫度的變化與松弛情況,利用電阻應(yīng)變計與電阻應(yīng)變儀連接的試驗線路,在升溫至80°c和90°c以及在這兩個溫度下的保溫過程中,測量了絕緣截面上不同部位的應(yīng)變量。試驗發(fā)現(xiàn),生產(chǎn)過程導(dǎo)致交聯(lián)聚乙烯絕緣層中存在殘余機(jī)械應(yīng)力/應(yīng)變以及半徑方向的形態(tài)不均勻,這是導(dǎo)致電纜性能下降的重要原因,尤其對絕緣較厚的高壓和超高壓電纜,需恰當(dāng)?shù)臒崽幚砉に囅溆绊?改善絕緣性能。所提測試方法簡單易行,可與計算機(jī)連接完成自動連續(xù)測量,因此可用于工藝參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計。

對我國交聯(lián)聚乙烯(xlpe)電纜在線監(jiān)測及檢測技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行綜述,涉及電纜主絕緣的在線監(jiān)測(包括直流成分法、直流疊加法、低頻疊加法、在線介質(zhì)損耗角正切法和局部放電在線監(jiān)測法等)、電纜護(hù)層的在線監(jiān)測(包括接地容性電流監(jiān)測、電纜護(hù)層綜合監(jiān)測和接地電流監(jiān)測等)、電纜溫度在線檢測、電纜終端的紅外和紫外在線檢測等。對各監(jiān)測手段的原理進(jìn)行介紹,分析各種方法的優(yōu)缺點(diǎn),并對一些方法開展應(yīng)用研究,提出了效果好、有實用價值的電纜在線檢測方法。

交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣的應(yīng)變測量與分析

交聯(lián)聚乙烯電纜每公里電容量參考表一 電纜導(dǎo)體截面積 （平方毫米） 電容量（uf/km） yjv、yjlv 6/6kv、6/10kv yjv、yjlv 10kv、15kv yjv、yjlv 12/20kv yjv、yjlv 21/35kv yjv、yjlv 26/35kv 1×35 1×50 1×70 1×95 1×120 1×150 1×185 1×240 1×300 1×400 1×500 1×630 3×35 3×50 3×70 3×95 3×120 3×150 3×185 3×240 3×300 3×400 3×500 3×630 交聯(lián)聚乙烯電纜每公里電容量參考表二 電纜導(dǎo)體截面積 （平方毫米） 電容量（uf/km） yjv、yjlv 64/110kv yjv、yjlv 128/220kv 3×240 3×300 3×400 3×500 3×630 3×800 3

針對交聯(lián)聚乙烯電纜水樹枝老化的問題,介紹電纜水樹枝形成和發(fā)展的過程,分析電纜水樹枝修復(fù)技術(shù)的原理、修復(fù)液注入工藝和研究現(xiàn)狀,提出該技術(shù)應(yīng)用中需要解決的關(guān)鍵問題。

從交聯(lián)聚乙烯電纜交接及預(yù)防性試驗的科學(xué)原理出發(fā)，通過數(shù)據(jù)比較得出傳統(tǒng)的直流耐壓方法的危害而作出不應(yīng)再進(jìn)行主絕緣的直流耐壓的結(jié)論；并結(jié)合0．1hzvlf型試驗裝置得出的結(jié)論及國內(nèi)外試驗技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)的最新發(fā)展和研究結(jié)果．分析比較了0．1hz超低頻耐壓、工頻諧振以及變頻諧振耐壓等幾種試驗方法的優(yōu)點(diǎn)和不足，提出適合新綱業(yè)的交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣耐壓試驗應(yīng)遵循的原則和采用的試驗方法。

開展中壓交聯(lián)聚乙烯(xlpe)電纜的全壽命評價研究,客觀、有效地評價現(xiàn)役中壓電纜壽命,預(yù)防事故發(fā)生,具有重大的社會效益和經(jīng)濟(jì)價值。在簡要介紹電力電纜壽命評價定義的基礎(chǔ)上,分析與研究了中壓電纜全壽命評價的相關(guān)問題,提出了五大評估流程。20kvxlpe電纜剩余壽命全過程評估流程的實踐,已經(jīng)取得一定效果,可以為進(jìn)一步完善xlpe電纜絕緣壽命預(yù)測技術(shù),推進(jìn)電纜及附屬設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、流程化、一體化的全壽命周期管理提供參考。

交聯(lián)聚乙烯電纜每公里電容量參考表一 交聯(lián)聚乙烯電纜每公里電容量參考表二

問：有哪些因素可能引發(fā)交聯(lián)聚乙烯電纜及其附件局部放電？答：在電場長期作用下，下述原因可能引發(fā)交聯(lián)聚乙烯電纜及其附件絕緣中產(chǎn)生局部放電：（1）周圍環(huán)境中的水分入侵使電纜絕緣局部受潮。