XLPE高壓電纜絕緣老化狀態(tài)評估研究.pdf

1、交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜在國內已有40多年的運行歷史,國內外大量研究表明,交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣老化并不是單一應力作用的結果,而是電、熱、環(huán)境等多種因素共同作用的結果。運行中的電纜絕緣的老化狀況一直是電網(wǎng)單位關注的重點,但目前國內外對XLPE電纜絕緣老化的研究大多是未投入運行的新電纜,對已運行交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣老化機理及老化狀態(tài)的研究還較少。不同老化程度XLPE電纜絕緣的介電及理化性能特征明顯不同。因此,測量老化前后XLPE電纜絕緣的電氣性能、理

2、化性能的變化,研究電纜絕緣材料各項性能與其老化之間的對應關系,找出有效的XLPE電纜老化狀態(tài)評估方法很有必要。
　　本文的研究內容和取得成果如下:
　　1、確立了XLPE電纜絕緣的老化狀態(tài)與其電氣及理化性能之間的相關性。XLPE電纜絕緣在電場、溫度、機械及環(huán)境等的同時作用下其電氣性能及理化性能會發(fā)生變化,其中溫度和電場是造成XLPE電纜絕緣發(fā)生老化的最主要因素。通過對比不同老化程度的XLPE電纜絕緣的介電及理化性能等參數(shù)的測

3、量,可以對其老化狀態(tài)進行有效評估。
　　2、研究了多種XLPE老化性能評估方法,包括寬頻介電阻抗譜測試、傅里葉紅外光譜(FTIR)測試、差示掃描量熱(DSC)測試、機械性能測試以及耐壓性能測試。采用上述方法對人工加速老化及實際運行不同年限的XLPE電纜試樣進行了老化評估,結果證明了XLPE電纜絕緣的寬頻介損頻譜、氧化誘導期、羰基指數(shù)、斷裂伸長率、耐壓性能在表征電纜絕緣的老化狀態(tài)方面有很好的一致性。當絕緣出現(xiàn)老化時,材料的介質損耗增

4、大、氧化誘導期減小、羰基指數(shù)升高、斷裂伸長率降低、耐壓性能下降。
　　3、XLPE電纜絕緣的寬頻介損頻譜(尤其是低頻區(qū))與其老化狀態(tài)存在明顯關聯(lián),該方法精度高,測試快,可以用來準確地表征其老化程度。缺點是只能反映電纜整體的老化程度,對局部樹枝化的反映較差,且儀器價格昂貴,不易推廣。測試XLPE電纜絕緣的氧化誘導期和羰基指數(shù)可以定性地評估其熱氧老化程度，但對樣品要求較高,測試步驟較復雜。測試XLPE電纜絕緣在恒定電場下的耐壓時間比擊