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基于非线性的水树老化XLPE电缆绝缘状态评估

绝缘材料 doi:10.16790/j.cnki.1009-9239.im.2017.02.009

为研究XLPE电缆的绝缘特性,用极化-去极化电流(PDC)法对新电缆和经改进水针法制备的不同老化程度的电缆进行实验.实验发现:在极化电压相同的情况下,水树老化电缆的泄漏电流值和去极化初期电流值比新电缆高出至少一个数量级;随着极化电压的升高,新电缆的泄漏电流值基本上呈线性增大,而经过水树老化实验的电缆泄漏电流值呈非线性增大,且老化时间越长,非线性程度越大.定义了快速非线性(FNL)因子,以获取不同绝缘状态电缆非线性程度的差异,从而评估电缆的老化程度.同时,根据实验电缆的实际参数建立了水树老化电缆有限元模型,仿真结果很好地验证了由XLPE水树引起的水树老化电缆绝缘非线性变化的特性.

关键词: XLPE电缆 , 绝缘 , 极化 , 去极化 , 水树老化 , 非线性 , 有限元模型

一种加速XLPE电缆水树老化的新型水电极法

杨滴 , 周凯 , 杨明亮 , 赵威 , 陶文彪 , 尧广

绝缘材料

基于原有的水电极老化方法，提出了一种能有效加速XLPE电缆绝缘中水树生长的新型水电极法，并针对该方法的老化机制进行了讨论。采用改进后的新型水电极法老化XLPE电缆制作水树样本，测量老化过程中电缆样本的介质损耗正切角（tanδ）的变化。利用光学显微镜、红外光谱（IR）和扫描电镜（SEM）分析电缆样本中水树的微观结构和形貌变化，提出相应的微观老化模型。结果表明：采用改进后的水电极法生成的水树尺寸和微观形貌差异较小，水树长度在300~400μm之间，水树形貌为团状，水树缺陷内部微孔或通道的直径在几微米到几十微米之间。采用新型水电极法老化的电缆试样稳定有效，可生成符合典型结构和特征的水树，为进一步研究电缆绝缘老化机理提供了可靠的保证。

关键词: XLPE电缆 , 水电极法 , 水树 , 微观形貌

高压直流XLPE电缆研究现状

王亚 , 吕泽鹏 , 吴锴 , 王霞 , 刘通 , 李锐海

绝缘材料

介绍了国际高压直流输电电缆绝缘的应用情况，概述了高压直流电缆的空间电荷与直流电缆测试方法的研究情况，展望了高压直流电缆材料及测试技术的发展方向。

关键词: 高压直流 , XLPE电缆 , 纳米技术 , 空间电荷 , 老化 , 直流电缆测试技术

直埋配电电缆应急负荷载流量的试验及其应用

余兆荣 , 牛海清 , 庄小亮 , 赵继光 , 游勇 , 麦灿波

绝缘材料

为解决供电容量需求不断增加与城市新建配电电缆线路困难的矛盾，需要提高现有配电电缆的输送能力，而合理利用应急负荷载流量可以动态提高电缆输电能力。为此开发了10 kV XLPE电缆应急负荷载流量计算软件；通过现场应急负荷载流量试验，验证了软件计算的正确性。研究电缆线路应急负荷载流量与电缆负荷状态及应急时间的关系，以及应急负荷载流量与敷设回路数的关系，并进行应急载流量的应用研究。结果表明：应急负荷载流量大于持续负荷载流量；给定的应急时间越短，对应的应急负荷载流量越大；当前负荷电流越低，对应的应急负荷载流量越大；随着回路数的增加，应急负荷载流量减小，但短时载流能力的效果更突出。在运行阶段，应急负荷载流量可用于提高电缆的短时载流能力；在电缆线路设计阶段，可以减小电缆截面或回路数，提高电缆线路的经济性；应急负荷载流量应用在电缆应急故障中，可以减少停电转负荷操作，极大提高供电可靠性。

关键词: XLPE电缆 , 应急负荷载流量 , 计算软件 , 应用

SiO2纳米颗粒对硅橡胶中电树枝特性的影响研究

马宗乐 , 梅迪 , 杨广忠 , 徐福彬 , 牛威 , 戴思源

绝缘材料

通过自制不同质量分数的纳米SiO2/硅橡胶，分析了SiO2纳米颗粒对硅橡胶中电树枝的抑制作用。结果表明：随着纳米颗粒含量的增加，相同时间内电树枝的累积起始概率明显呈下降趋势，树枝通道宽度明显减小。在纳米颗粒含量在0~3%范围内，树枝通道的数目随着纳米颗粒含量的增加而增加，电树枝的生长速度变慢，电树枝累积击穿概率下降。

关键词: XLPE电缆 , 电树枝 , 老化 , 纳米SiO2 , 纳米硅橡胶

XLPE电缆绝缘老化修复技术的工程应用研究

赵威 , 周凯 , 陶文彪 , 刘凡 , 杨琳

绝缘材料

通过水针电极老化法加速XLPE电缆绝缘产生明显水树，采用一种硅氧烷修复液对水树老化XLPE电缆绝缘进行修复，比较了修复前后老化XLPE电缆绝缘的介损和直流泄漏电流，并通过显微镜和扫描电镜（SEM）对水树及其内部的填充物进行了观察。结果表明：修复液能扩散到水树内消耗水分，生成绝缘性能良好的填充物填充水树空洞，使介损和泄漏电流明显下降，绝缘性能逐渐恢复到接近老化前水平。利用修复液对老化样本绝缘进行修复，对现场运行老化电缆进行了绝缘修复实验表明，修复后电缆的介损和直流泄漏电流下降一半以下，显著提高了水树老化运行电缆的绝缘性能。

关键词: 水树 , XLPE电缆 , 修复液 , 介质损耗因数 , 绝缘修复

含针尖缺陷的XLPE电缆绝缘击穿行为的频率依赖特性研究

李欢 , 李欣 , 李巍巍 , 李建英 , 王国利

绝缘材料

研究了在20～300 Hz频率范围内含针尖缺陷的电缆绝缘试样在变频电压和阻尼振荡波电压作用下的击穿特性，变频击穿采用连续升压和逐级升压两种方式。结果表明：连续升压下的变频击穿电压、逐级升压下的变频击穿电压和阻尼振荡波击穿电压分别在240 Hz、80 Hz和170 Hz附近出现最大值。电压形式和电场频率对含针尖缺陷电缆绝缘击穿特性的影响来源于空间电荷的注入及分布特性的差别，这种差别不仅导致击穿电压的不同，还导致击穿的微观路径产生显著变化。

关键词: 交联聚乙烯电缆 , 针尖缺陷 , 击穿 , 空间电荷

交联副产物对高压XLPE电缆绝缘介电和力学性能的影响

欧阳本红 , 赵健康 , 李欢 , 李建英

绝缘材料

针对110kV XLPE电缆绝缘交联时过氧化二异丙苯(DCP)分解产生的副产物对电缆的性能会产生影响的问题，对XLPE电缆进行脱气处理，对脱气前后的电缆绝缘进行红外光谱分析，并对脱气前后电缆绝缘的介电性能和力学性能进行比较分析。结果表明：交联产生的两种挥发性交联副产物α-甲基苯乙烯和苯乙酮的含量在脱气过程中显著降低，XLPE绝缘中的极性基团数量减少，低频电导率降低，从而使XLPE绝缘的相对介电常数和低频介质损耗因数下降，拉伸强度和断裂伸长率提高。

关键词: 交联聚乙烯电缆 , 交联副产物 , 介电性能 , 力学性能

基于模糊理论的XLPE电缆绝缘状态评估研究

张琦 , 夏向阳 , 杨志峰 , 袁秀湘

绝缘材料

为提高XLPE电缆绝缘诊断精度，结合电缆绝缘在线监测技术研究现状，提出一种以模糊理论为基础，将模糊层次分析法应用于模糊综合评估的XLPE电缆绝缘诊断方法，建立了相应的绝缘综合评估模型。该模型采用模糊层次分析法代替层次分析法对绝缘参数进行权重分配，改进了层次分析法中存在的判断矩阵一致性问题，同时在模糊综合评估过程中引入相对劣化度概念，利用模糊分布建立绝缘参数相对劣化度的隶属函数，从而使模糊评判矩阵更贴近XLPE电缆绝缘的实际老化情况。算例分析表明，基于模糊理论的绝缘综合评估模型用于XLPE电缆的绝缘状态评估是有效、可行的。

关键词: XLPE电缆 , 绝缘综合评估 , 模糊理论 , 模糊层次分析法 , 相对劣化度