尖端及气隙联合缺陷下XLPE材料电树枝起始特性及其影响因素研究

交联聚乙烯(XLPE)中内部缺陷是导致电缆中电树枝产生的主要诱因,而电树枝的出现将造成电缆绝缘的整体失效,探寻不同绝缘缺陷特征对电树枝起始的影响规律及机理,可为设计、生产环节中改善电缆绝缘提供理论依据。考虑到凸起及气隙的联合缺陷为电树枝引发的主要诱因,本文搭建了针-电极短电缆实验平台以模拟缺陷下电树枝的引发及生长,并建立了缺陷下电应力物理模型,明确了缺陷模型下各缺陷特征对电树枝起始发展的影响规律。研究表明：XLPE电缆中半导体层缺陷的最大电场分布可采用针-板电极下最大场强Mason模型进行描述;由实验及数值化模型结果分析出缺陷的突刺曲率、微孔压强及材料耐受阈值ΔW₀与电树枝起始电压呈正相关,可分别从制造工艺、安装铺设等过程中调控三类缺陷特征,以提高实际工程中XLPE电缆的抗电树枝老化能力。     

气泡及气隙裂纹缺陷对硅橡胶电树枝起始特性的影响

超高压电缆附件用硅橡胶的电树枝化严重制约了电力电缆的长期安全稳定运行。为此,采用针板电极结构,在硅橡胶试品的针尖处模拟了气泡和气隙裂纹两种缺陷,在工频电压下测量其电树枝起始电压,并通过数字显微观测系统记录电树枝形态,研究缺陷对硅橡胶电树枝起始特性的影响。结果表明,试品存在气泡缺陷时,电树枝起始电压比无缺陷时有小幅下降,起始阶段松枝状电树枝与树枝状电树枝出现的比例分别为65%和35%,与无缺陷产品相比不同电树枝形态出现的比率变化不大;而存在气隙裂纹缺陷的试品,电树枝起始电压则大幅下降,电树枝形态仅为树枝状。分析表明,硅橡胶具有优异的抗氧化性能使得缺陷中的氧对其电树枝起始特性影响较小;气隙裂纹导致的机械损伤和应力集中,是引起电树枝起始电压大幅下降的根本原因。     

温度梯度叠加极性反转电压下硅橡胶电荷输运及电树枝特性

直流电缆长期运行在高温度梯度作用下,且时常遭受极性反转、冲击电压等暂态电压,严重影响电缆绝缘可靠性。该文选用电缆附件主绝缘硅橡胶材料,针对不同温度梯度场和极性反转电压下的电树枝起始特性进行研究。搭建极不均匀场下双极性载流子输运模型,研究不同温度梯度和极性反转过程中电荷输运和电场分布特性。研究结果表明：随着针尖温度的上升,空间电荷注入量和注入深度不断增加,反转前后电场的变化更大。温度从30℃增加至120℃,电树枝起始电压下降26.2%,电树枝形态趋于密集,但电树枝长度先增加后减少。结合空间电荷输运特性,给出极性反转电树枝起始的过程,并分析温度梯度对电树枝引发特性的影响规律。     

电缆中间接头硅橡胶电树枝生长与形貌特性研究

电缆中间接头硅橡胶(SiR)电树枝的生长已经成为影响交联聚乙烯(XLPE)电缆安全运行的主要因素。本文针对一起电缆中间接头电树枝引发的绝缘击穿故障,模拟研究了SiR绝缘橡胶件的高压屏蔽电极纵向合模缝位置存在气泡对SiR电树枝产生的起始电压及其形貌特征的影响。结果表明:气泡显著降低了SiR电树枝的起始电压,在起始阶段较易产生树枝状和松枝状电树枝,并呈现阶跃式增长。研究成果对降低电缆电树枝生长引发的绝缘击穿事故具有一定的理论与工程价值。     

水树枝影响交联聚乙烯电缆绝缘可靠性的试验研究

水树枝生长速度较慢,主要影响聚烯烃绝缘电力电缆的寿命;电树枝生长速度较快,主要影响电缆的可靠性。在高频恒定电压(15k V、20k V)下研究交联聚乙烯电缆中水树枝的生长规律,发现聚烯烃绝缘中的水树枝或电树枝存在相互转化的可能性。试验结果表明:干燥的水树枝引发电树枝的几率最高,湿润水树枝引发电树枝的几率最低,水树枝会影响电缆绝缘的可靠性。     

芳香族化合物含量对交联聚乙烯绝缘电树枝及局部放电特性的影响

为研究芳香族化合物(aromatic compounds,ACs)添加剂含量对交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)绝缘电树枝劣化与局部放电特性的影响,制备了含有不同含量ACs添加剂的XLPE绝缘,探究了其在交流电压下电树枝生长形貌与局部放电特性。研究结果表明：ACs添加剂减弱了XLPE绝缘局部放电强度,抑制电树枝生长速率,增强绝缘耐电树性能,提升工频击穿场强;但过高的含量会使XLPE绝缘耐电树特性和击穿场强均出现下降趋势。基于密度泛函理论计算了ACs添加剂的静电势分布与激发态能级,表明此类添加剂利用局部放电产生的紫外波段能量引发夺氢反应,促进绝缘低密度区内的聚乙烯分子链进行再交联反应,形成网状分子链结构,阻止绝缘低密度区扩大,进而抑制绝缘电树枝劣化。     

交联聚乙烯电缆中电树枝仿真与场强计算

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.     

绝缘文摘与专利

发展在XLPE电缆绝缘内外侧的电树枝/郑晓泉,谢安生,李盛涛/物理学报,2007(9)以XLPE高压电力电缆内外侧绝缘中的电树枝特性为研究对象,通过分析电树枝引发与生长的统计实验规律和采用扫描电子显微镜分析发现,由于不同结晶状态的影响,电缆绝缘内外侧的电树枝特性存在很大的差异,引发于绝缘内侧电树枝引发时间短、生长速度快、电树枝形状具有多样性;起始于绝缘外侧的电树枝不仅引发时间长、生长速度极慢,而且电树枝形状(结构)比较单一。并对这两个位置电树枝的引发和生长机理进行了探讨。浅析电气绝缘在线监测技术/周燕莉/甘肃电力技术,200…     

硅橡胶中电树枝各阶段形态及局部放电特性研究

电树枝老化是导致硅橡胶电缆附件劣化的首要原因。目前主要通过局部放电检测预防故障,但经常无法及时发现绝缘缺陷,因此有必要研究硅橡胶电树枝形态与局部放电特性之间的联系。本文搭建了硅橡胶电树枝局部放电老化平台,记录并分阶段分析了恒定工频电压下电树枝形态变化过程和局部放电现象。结果表明:硅橡胶中电树枝的发展过程经历了起始期、生长期和滞长期3个阶段,每个阶段的主要形态分别为单枝状、松枝状和丛状;起始期和生长期局部放电信号的相位和图形特征明显;滞长期局部放电信号微弱而难以识别,但绝缘结构已存在隐患。     

500kV海缆工厂接头绝缘恢复过渡区形成过程及电树枝特性

工厂接头是实现大长度海缆线路的关键技术,其中绝缘恢复工艺对工厂接头的绝缘介电性能及安全可靠运行起着重要的决定作用。首先利用流体仿真技术模拟了500kV交联聚乙烯(XLPE)海缆工厂接头绝缘注入形成过程;构建了透明可视化注塑平台系统,对工厂接头的注塑形成过程进行了物理模拟;探讨了海缆工厂接头绝缘恢复过渡区的形成机理;利用偏光显微镜对500 kV海缆工厂接头的过渡区微观形态进行了研究;对500 kV海缆本体绝缘、工厂接头恢复绝缘及过渡区的绝缘样品电树枝起树电压及电树枝生长特征进行了试验研究。研究结果表明:模具内注入的低密度聚乙烯熔体流动方向的垂直面上存在一定的速度梯度分布,是导致500 kV海缆模塑接头过渡区形成的重要原因;透明可视化注塑模拟过程与流体仿真注塑过程基本一致,进而验证了熔体流动仿真结果的可靠性;工厂接头的绝缘恢复过渡区的切片样品表面存在大量不规则应力裂痕;典型过渡区样品电树枝形貌显示出异于正常电树枝的生长特征,长宽比接近0.7,且具有不沿电场方向生长的特征;工厂接头过渡区样品的电树枝起始电压对比本体绝缘样品降低约30.76%。     

水口水电厂机组顶盖排水控制系统改造

简述了水口水电厂机组顶盖排水控制系统改造的必要性,介绍了系统改造方案,指出了系统调试的注意事项,提出了系统改进建议。     

小功率金卤灯再启动特性机理的探讨

利用专门设计的金卤灯再启动特性测试仪记录了金卤灯再启动特性的若干典型曲线，对某些异常特性的发生机理进行了分析，找到了它们与金卤灯内在质量的联系，研究表明通过测量金卤灯的再启动特性可以方便地诊断金卤灯的内在质量。     

武汉市路灯节能的环境战略评价

路灯照明用电在我国发电总量中占据了相当的比重。该文利用环境战略评价理论结合实际调查研究,对武汉市路灯节能现状的社会、经济、环境进行了综合性评价,并对其提出了调整建议。     

引风机驱动方式的能效分析

本文对汽动引风机的节能效果进行分析。将电厂看成一个整体系统,在能量输入一定的情况下,计算各种引风机驱动方式对电厂能源输出的影响,得出背压式小汽机驱动方式节能效果最好,供业内参考。     

接触器对电动机欠压保护的探讨

接触器对电动机欠压保护的功能,是防止电动机出现堵转,对于电动机欠压运行造成的过流的保护,将主要由电动机的过载保护装置热继电器承担,接触器对此很难起到保护作用。     

GN30型隔离开关套管开裂缺陷浅析

通过对运行中几起典型缺陷的分析,从设计、运行、出厂工艺等几方面浅析了GN30—10Q/3150型隔离开关在通过大电流时套管开裂的原因,并提出了相应的防范措施。     

压实度标准制定的合理性

通过土料干湿法对比试验和环刀取土尺寸效应对比试验, 探讨了影响分层碾压土基垫层 压实度的主要因素, 指出通过击实试验制定土基压实度标准和施工质量检验时应注意的问题, 以及如何确保压实度标准制定的合理性和现场检验的客观性。     

《绝缘油中溶解气体组份含量的气相色谱测定法》 的应用

对<绝缘油中溶解气体组份含量的气相色谱测定法>在实践中的应用,进行了相应的分析.     

发电机定子绝缘剩余寿命评估参量的选择

为选择发电机定子绝缘剩余寿命评估的特征量,测量了运行23年的发电机定子线棒局部放电、tanδ和击穿电压等参量,分析了非破坏性参量与击穿电压的关系,并根据绝缘老化机理和过程,得出了tanδ、Δtanδ、S+k,S-k, Asy等5个特征参量。分析发现第一主成分中上述参量的比重较大,证明它们能较好预测绝缘的老化状态。