交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣在線檢測(cè)直流疊加法

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(jì)與電阻應(yīng)變儀連接的試驗(yàn)線路,在升溫至80°c和90°c以及在這兩個(gè)溫度下的保溫過(guò)程中,測(cè)量了絕緣截面上不同部位的應(yīng)變量。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),生產(chǎn)過(guò)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(duì)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(cè)試方法簡(jiǎn)單易行,可與計(jì)算機(jī)連接完成自動(dòng)連續(xù)測(cè)量,因此可用于工藝參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣的應(yīng)變測(cè)量與分析

交聯(lián)聚乙烯(xlpe)絕緣電纜的發(fā)展已有40年的歷史,由于優(yōu)點(diǎn)很多,前景廣闊,發(fā)展迅猛。張家口供電公司配電網(wǎng)從2002年起,大規(guī)模使用交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜,收益良好,但也存在很多問(wèn)題。多年來(lái),該公司針對(duì)交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣擊穿事故進(jìn)行分析和處理,掌握了一套在交聯(lián)聚乙烯電纜運(yùn)行維護(hù)中,"如何減少電纜絕緣被擊穿"的有效方法。

1前言交聯(lián)聚乙烯電纜(xlpe)自問(wèn)世以來(lái)已有30多年的歷史了。由于它性能優(yōu)良、工藝簡(jiǎn)單、安裝方便,已在國(guó)內(nèi)、外得到了廣泛的應(yīng)用。在我國(guó)已生產(chǎn)出110kv等級(jí)的xlpe電纜,而且xlpe電纜由于其優(yōu)越性,已有取代油紙電纜的趨勢(shì)。但在國(guó)內(nèi)敷設(shè)的xlpe電纜,有的事故率還相當(dāng)高,我國(guó)廣泛采用的預(yù)防性試驗(yàn)均為離線診斷。僅僅能發(fā)現(xiàn)一定的缺陷。而且由于對(duì)xlpe電纜的制造、敷設(shè)、交接、預(yù)試等特點(diǎn)還不象對(duì)過(guò)

交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣的在線診斷及其儀器

在交聯(lián)聚乙烯電纜交聯(lián)度測(cè)試中,熱延伸法測(cè)量表明,高壓交聯(lián)電纜絕緣內(nèi)層的延伸率大于外層,說(shuō)明絕緣內(nèi)層的交聯(lián)度小于外層,但凝膠含量試驗(yàn)方法的測(cè)試結(jié)果卻與熱延伸試驗(yàn)的結(jié)果完全相反,通過(guò)分析認(rèn)為是內(nèi)、外層絕緣結(jié)晶形態(tài)和結(jié)晶度的不同導(dǎo)致了凝膠含量試驗(yàn)法測(cè)試交聯(lián)度的不準(zhǔn)確性;此外,通過(guò)物理機(jī)械性能試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)絕緣內(nèi)層的抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率小于外層,這些結(jié)果說(shuō)明電纜絕緣交聯(lián)度存在徑向的非均勻性。

對(duì)我國(guó)交聯(lián)聚乙烯(xlpe)電纜在線監(jiān)測(cè)及檢測(cè)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(cè)(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(cè)法等)、電纜護(hù)層的在線監(jiān)測(cè)(包括接地容性電流監(jiān)測(cè)、電纜護(hù)層綜合監(jiān)測(cè)和接地電流監(jiān)測(cè)等)、電纜溫度在線檢測(cè)、電纜終端的紅外和紫外在線檢測(cè)等。對(duì)各監(jiān)測(cè)手段的原理進(jìn)行介紹,分析各種方法的優(yōu)缺點(diǎn),并對(duì)一些方法開展應(yīng)用研究,提出了效果好、有實(shí)用價(jià)值的電纜在線檢測(cè)方法。

在14篇文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上綜述了交聯(lián)聚乙烯(xlpe)電纜最常用的3種檢測(cè)方法——直流分量法、直流疊加法、tanδ在線檢測(cè)法,討論了每種檢測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題,并介紹了國(guó)外xlpe電纜在線檢測(cè)方面的最新動(dòng)態(tài)

首先介紹了由“直流分量法”、“交流疊加法”和“損耗電流測(cè)量法”三者結(jié)合起來(lái)的綜合判斷方法,然后重點(diǎn)論述了交流疊加法的具體實(shí)現(xiàn)方案?；?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(shí)現(xiàn)xlpe電纜水樹老化狀況的在線檢測(cè)。

針對(duì)交聯(lián)聚乙烯(xlpe)電纜局部放電在線檢測(cè)存在的問(wèn)題,結(jié)合國(guó)內(nèi)外電纜局部放電在線檢測(cè)方法的研究和應(yīng)用情況,進(jìn)行分析和比較,提出了xlpe電纜局部放電在線檢測(cè)方法.分析結(jié)果表明:對(duì)xlpe電纜的局部放電進(jìn)行在線檢測(cè)是及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患,預(yù)測(cè)運(yùn)行壽命,保障電力電纜安全可靠運(yùn)行的重要手段.

研究目的:交聯(lián)聚乙烯(xlpe)電纜有廣泛的適用范圍,研究其絕緣早期劣化檢測(cè)方法對(duì)于延長(zhǎng)電纜壽命有著關(guān)鍵的作用。研究方法:建立了水樹精確數(shù)字仿真模型,提出一種新的在線絕緣診斷方法:高頻信號(hào)疊加法。在電纜屏蔽層疊加高頻低幅電壓信號(hào),以凸現(xiàn)損耗電流波形,利用分形方法對(duì)采集到的損耗電流信號(hào)進(jìn)行分析。研究結(jié)果:xlpe電纜的水樹的劣化使得損耗電流中諧波分量增加。諧波分量主要由于水樹的非線性電壓-電流特性引起。諧波分量的出現(xiàn)使損耗電流信號(hào)的分形維數(shù)增加。本文分別計(jì)算了容量、信息、關(guān)聯(lián)3種維數(shù),分析了各種維數(shù)和水樹劣化之間的內(nèi)在聯(lián)系。研究結(jié)論:分形維數(shù)很好地反映了電纜中水樹劣化的程度,可以作為在線絕緣水樹劣化的診斷依據(jù)。

本文簡(jiǎn)單介紹了交聯(lián)聚乙烯(xlpe)電力電纜絕緣損壞的主要原因,并論述了xlpe電力電纜的離線和在線診斷技術(shù)。特別提出了用0.1hz超低頻交流耐壓代替直流耐壓的優(yōu)越性和可行性。對(duì)xlpe電纜絕緣在線診斷的意義及發(fā)展方向進(jìn)行了探討。

交聯(lián)聚乙烯電纜在線檢測(cè)對(duì)電力電纜的安全運(yùn)行具有重要意義。交流電壓疊加法是目前xlpe電纜水樹檢測(cè)的有效方法,其關(guān)鍵問(wèn)題是表征水樹劣化缺陷的微弱的1hz特征信號(hào)電流的測(cè)量。筆者將混沌控制理論應(yīng)用于xlpe電纜水樹檢測(cè)中,利用duffing混沌振子系統(tǒng)對(duì)與周期策動(dòng)力同頻的微弱周期信號(hào)敏感,而對(duì)頻差較大的信號(hào)及噪聲免疫的特性,構(gòu)造特定的混沌系統(tǒng),并以測(cè)量信號(hào)作為混沌振子系統(tǒng)周期策動(dòng)力的擾動(dòng),實(shí)現(xiàn)對(duì)1hz特征信號(hào)的精確測(cè)量。實(shí)驗(yàn)表明,該方法能有效檢測(cè)該特征電流,并具有高靈敏度和檢測(cè)精度。

交聯(lián)聚乙烯(xlpe)電纜具有很優(yōu)越的電氣性能,自它一問(wèn)世就受到用戶的歡迎而成為高壓電網(wǎng)中的新秀。但當(dāng)它使用到一定年限后,常會(huì)發(fā)生絕緣擊穿事故。為此用戶必須經(jīng)常對(duì)它進(jìn)行絕緣狀況的診斷。過(guò)去,診斷時(shí)必須停電并對(duì)電纜施加直流高壓,不僅影響現(xiàn)代化連續(xù)性生產(chǎn),而且施加的直流高壓還會(huì)進(jìn)一步加速電纜老化。更有甚者。檢查時(shí)顯示絕緣良好的電纜,投入運(yùn)行后不久就被高壓擊穿。我們研制的cdz型xlpe電纜絕緣熱線

交聯(lián)聚乙烯電纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)綜述

為了研究交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣電劣化引發(fā)電樹枝后對(duì)材料聚集態(tài)的影響,通過(guò)差示掃描量熱法技術(shù)對(duì)劣化前試樣、松枝狀電樹枝、稠密枝狀電樹枝、稀疏叢狀電樹枝及叢林狀電樹枝試樣的電樹區(qū)域與非電樹區(qū)域進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)電劣化后材料的熔融峰溫均低于劣化前試樣;各種類型電樹枝電樹區(qū)域的熔融熱焓均高于非電樹區(qū)域,而各類電樹枝電樹區(qū)域與非電樹區(qū)域材料的熔融熱焓均低于劣化前材料的熔融熱焓;對(duì)比電樹區(qū)域與非電樹區(qū)域,得到電樹區(qū)域材料的結(jié)晶峰半峰寬均低于非電樹區(qū)域。

過(guò)去為保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行,常常采用定期試驗(yàn)維修電氣設(shè)備的方法,這種離線試驗(yàn)方法確實(shí)有一定的效果,但時(shí)常也會(huì)碰到經(jīng)過(guò)試驗(yàn)維修合格的設(shè)備投入生產(chǎn)后不久就出現(xiàn)事故的情況.電纜是一種特殊的電力設(shè)備,采用直流耐壓試驗(yàn)方法對(duì)電纜本身會(huì)造成一定的損傷,會(huì)加快電纜的老化,影響電纜的絕緣特性.雖然直流耐壓試驗(yàn)?zāi)壳叭匀皇且环N有效的發(fā)現(xiàn)故障的方法,但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和試驗(yàn)條件的不斷改善,人們一直在不停的尋求新的試驗(yàn)方法能夠代替這種破壞性試驗(yàn).

本文分析了電纜及其附件絕緣老化原因和形態(tài),敘述了xlpe電纜絕緣老化的機(jī)理。指出對(duì)高壓電纜附件和缺乏徑向防水構(gòu)造的xlpe電纜需重視絕緣老化問(wèn)題.最后,對(duì)絕緣老化檢測(cè)方法作了探討.

闡述了高壓交聯(lián)聚乙烯(xlpe)絕緣收縮的原因,以懸鏈?zhǔn)缴a(chǎn)線為例列舉降低220kvxlpe絕緣收縮的相應(yīng)技術(shù)措施,通過(guò)實(shí)際工藝驗(yàn)證220kvxlpe絕緣收縮率能夠達(dá)到不大于4%的指標(biāo)。

采用大分子成炭發(fā)泡劑及改性的聚磷酸銨制備出新型的無(wú)鹵高效膨脹阻燃劑,將該類阻燃劑成功應(yīng)用于可光交聯(lián)的聚乙烯電纜材料中,賦予聚乙烯電纜材料良好的力學(xué)性能、阻燃性能及電性能。復(fù)合材料的各項(xiàng)物理機(jī)械性能及阻燃性能指標(biāo),完全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb/t12706-2008中對(duì)電力電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣材料的各項(xiàng)指標(biāo)要求。

交聯(lián)聚乙烯電纜

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(jí)的產(chǎn)品用于輸配電工程。可是長(zhǎng)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(jì)劃預(yù)檢修的絕緣診斷技術(shù)。