电缆热老化寿命的预测

利用热分析技术,对电缆绝缘材料的热老化寿命进行研究,得到电缆绝缘材料的热老化寿命的计算公式。在不同载流量下,对电缆绝缘材料热老化寿命进行了比较,给出了电缆热老化寿命与载流量的函数关系,为电流致热型线缆火灾的预防提供了基础数据。     

船用低压电力电缆绝缘材料老化状态研究与寿命评估

通过在不同老化温度和不同老化时间下对电缆试样进行加速热老化,测试研究电缆绝缘材料的老化状态,并从介质损耗因数和断裂伸长率两个指标对其寿命进行评估。结果表明:使用介质损耗因数tanδ评估法与采用断裂伸长率计算寿命的方法结果基本一致,为电缆的绝缘状态评估与寿命检测提供了一种无损快速的检测方法。     

基于热重和拉伸实验的XLPE电缆绝缘热老化状态分析及机理研究

工况下交联聚乙烯电缆绝缘材料的老化会导致其较预期相对较早达到寿命终点,威胁输电系统的可靠运行。采用热老化来模拟工况环境下电缆的老化过程,选取100℃、120℃和140℃和160℃4个不同的老化温度,在每个温度点选取6个老化阶段,研究不同老化温度和老化时间对XLPE电缆绝缘试样性能的影响。通过热重和拉伸测试研究电缆的热性能、机械性能及其结构随老化程度的变化,得到电缆绝缘试样的热老化活化能、起始分解温度、最快分解温度、终止分解温度、断裂伸长率和拉伸强度等参数。研究结果表明:活化能、起始分解温度、最快分解温度和断裂伸长率对电缆老化状态较为敏感;随着老化温度从100℃增加到160℃,这些参数均呈现先略微增大后迅速减小的趋势,说明XLPE电缆绝缘材料热老化在低温范围以结晶作用为主,而在高温范围以热裂解为主。     

船用丁基橡胶绝缘电缆剩余寿命评估

船用丁基橡胶绝缘电缆在使用中逐渐老化将会导致寿命的缩减,为保证使用中的丁基电缆后续安全运行,有必要对其剩余寿命进行评估。首先采用实验室加速热老化并结合Arrhenius方程,对丁基绝缘新电缆的使用寿命进行预测;然后将新电缆试验数据中的性能失效值作为使用中电缆试验性能失效评判标准值,对使用中的丁基电缆的剩余寿命进行计算,结果表明丁基新电缆和使用中的丁基电缆整体寿命基本一致。对2种电缆的热寿命方程进行误差分析,证明了利用该方法对使用中的电缆的剩余寿命进行评估可靠实用,为使用中的电缆预防性更换提供理论和实践依据。     

轨道交通车辆用电缆绝缘材料热老化寿命评估方法

本文研究轨道交通车辆用低烟无卤阻燃电缆材料的老化特性,并评价电缆在服役过程中绝缘材料的可靠性.以低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料(HFFRPO)为研究对象,采用常规热老化寿命评估方法获得热老化的基础数据,用Boltzmann模型对热老化数据进行拟合并推导力学性能参数变化至50％时的时间参数,以此为依据拟合出老化寿命曲线.此外,利用差式扫描量热法(DSC)获得活化能计算HFFRPO材料的老化寿命.研究结果显示,以抗拉强度为依据推导出的老化寿命小于按断裂伸长率为依据推导的寿命;起始氧化活化能随材料的老化程度不同而发生变化,通过DSC获得的活化能不适宜用来推导材料的老化寿命,但可作为材料老化状态的重要参考指标.     

基于有限元法的配电电缆群动态温度评估及热老化关系研究

由于通道资源极为紧张,在市中心用电负荷高增长区域的通道断面内实际电缆敷设回数超过设计标准、非典型敷设方式占比较大,导致电缆局部过载的情况时有发生。在此情况下,电缆的老化程度难以快速判定,急需根据配电电缆群实际敷设情况核算其动态电流-温度,并研究该情况下的电缆热老化累积效应。基于有限元法建立了配电电缆群动态电流与温度的数值模型,针对实际现场的电缆群进行了校核。同时,利用阿伦尼乌斯方程重点分析了过载情况下的热老化累积情况,提出了热老化累积的表征参数,制取了热老化样品并以XLPE羰基指数进行了验证。从结果可以看出,XLPE电缆的老化寿命远长于其设计使用寿命,故在合理表征其老化程度并有效监控的基础上,在供电能力紧张时可在一定时间段内允许电缆过载。     

不同热老化温度下高压电缆绝缘特性及失效机理

高压电缆的运行温度是影响其绝缘性能的关键因素。该文通过对交联聚乙烯（XLPE）开展不同温度下的加速热老化实验，对比了XLPE微观理化性能和宏观电学性能的变化规律。同时，在微观层面模拟了XLPE分子在不同温度下自由体积与均方位移的变化规律，在宏观层面结合XLPE的介电性能分析了高压电缆内部温度场的变化规律，进而揭示了高温下高压电缆的绝缘失效机理。研究结果表明，随着老化温度的升高，XLPE分子的劣化程度加快，羰基、碳碳双键等官能团含量增大；介质损耗因数与介电常数逐渐增加，甚至出现了突增的现象；结晶区结构的被破坏加快了击穿场强的下降；分子运动加剧，自由体积率从12.53%增大至14.07%。老化后介电性能的下降会导致电缆内部温度升高，从而对电缆的热老化起到了正反馈作用。     

基于有限元法的谐波作用对电缆及其接头的影响研究

现有关于电缆及其接头温度的研究大多按照基波情况考虑,大量非线性负载的使用使输电线路中的谐波含量显著增加,谐波对电缆及其接头附加损耗与温升的影响不容忽视。文中以64/110 kV单芯电缆及预制式电缆接头为例,建立了电缆及其接头的有限元仿真模型,基于电磁-热耦合法,分析了谐波含量与谐波次数对电缆及其接头的影响,并引入等效电流因数,实现多次谐波共存环境下对电缆发热损耗及温度的快速计算。仿真结果表明：谐波含量与谐波次数均会影响电缆的损耗及温度,谐波可能导致电缆接头在压接钳处形成过热点,加速绝缘老化;引入等效电流因数法在估算多次谐波共存环境下的电缆温度具有较高精度。该研究对谐波环境下电缆及其接头的设计、运行温度预测及热老化寿命评估提供了依据。     

交联聚乙烯电缆热老化与电树枝化相关性研究

热老化过程不但会影响交联聚乙烯（XLPE）电缆绝缘的物理化学性能,还对绝缘内电树的产生与生长有着一定的影响。研究了热老化后XLPE电缆绝缘中的电树行为．探讨XLPE电缆绝缘中电树枝过程与材料热老化的关系。采用带循环通风的热老化箱对XLPE电缆绝缘进行3个温度等级的热老化实验：采用针板结构电极进行电树枝实验,并利用数码显微镜观察电树枝的产生和发展情况;利用差示扫描量热法（DSC）、傅里叶红外光谱分析（FTIR）测试了不同温度热老化下XLPE电缆绝缘的物理化学性能;最后探讨了几种不同结构电树枝的生长机理．认为热老化并没有加速电树枝的生长．反而有一定的抑制作用．     

热老化对220kV硅橡胶电缆接头绝缘材料介电性能的影响

以220 kV硅橡胶电缆接头绝缘材料为研究对象,在175℃、225℃下进行加速热老化试验,并对不同热老化试样的相对介电常数、介质损耗因数及电气强度等进行测试,研究热老化对硅橡胶材料介电性能的影响。结果表明:热老化过程中硅橡胶试样的相对介电常数逐渐增大。受热老化对硅橡胶试样电导及松弛过程的影响,试样的低频损耗及松弛损耗随着老化温度的升高和老化时间的增加而逐渐增大,而高频损耗变化不明显,但均大于未老化试样。试样在热老化过程中随老化时间的延长,电气强度逐渐下降,老化后期绝缘性能劣化。