不同气压下交联聚乙烯电缆电树枝的引发生长特性及老化研究

发布时间：2017-10-17 19:30

  本文关键词：不同气压下交联聚乙烯电缆电树枝的引发生长特性及老化研究

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【摘要】：交联聚乙烯(XLPE)电力电缆因其优异的电气和机械性能广泛应用于电力系统中。XLPE电缆经过长时间运行后,其绝缘层内部因制造工艺等因素逐渐生成电树枝,导致绝缘局部电场发生畸变,最终导致绝缘击穿,影响电力系统的安全稳定运行。本文针对局部气压对交联聚乙烯电缆电树枝的引发和生长的影响展开研究,研制了一套研究局部气压下电缆电树枝化试验系统,研究了气压对玻璃态和高弹态交联聚乙烯的引发和生长特性的影响规律,分析了影响机理,并采用局部放电矩特征和频域介电谱分析了电缆老化状态,并将其应用于评估电树枝生长阶段,对保障电缆安全稳定运行具有重要意义。论文分别以XLPE电缆制作插针缺陷和XLPE绝缘层切块为试验样品,研究了局部气压作用在电缆绝缘层内壁和电树枝通道内时的局部放电特征和电树枝的生长规律。实验发现：低温环境下,内壁气压对电树枝的引发无明显作用,老化后期对电树枝的生长有促进作用；针尖处气压对树枝引发无影响,对生长有抑制作用。高温环境下,内壁气压和针尖处气压对电树枝的引发和生长均有促进作用。分析认为低温时绝缘层内壁高气压导致大面积高温软化区产生形变是促进电树枝生长的主要因素；树枝通道内高气压抑制流注的发展导致电树枝生长减缓。高温时XLPE力学模量的降低促进电树枝的引发,内壁气压对分子链的拉伸和通道内气压增强流注放电过程导致了电树枝的生长加剧。基于电树枝的局部放电数据构造了Hqmax(φ)谱图和Hn(φ)谱图,计算了Hqmax(φ)谱图的矩特征值,以Hqmax(φ)谱图的Sk、Ku和Hn(φ)谱图的放电相位分布评估了XLPE中电树枝的发展阶段；测试了电树枝老化切块的频域介电谱并根据其拟合了Debye弛豫模型的参数值,分析了气压对模型参数值的影响规律。
【关键词】：交联聚乙烯 局部气压 电树枝 局部放电 介电响应 老化评估
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM247
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 课题的研究背景和意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-17
• 1.2.1 电树枝的引发机理12-14
• 1.2.2 电树枝的生长理论14-16
• 1.2.3 电缆电树枝的老化评估16-17
• 1.3 本文的研究内容17-19
• 第2章 局部气压下交联聚乙烯电缆电树枝化试验19-32
• 2.1 引言19
• 2.2 试验系统的设计19-23
• 2.2.1 电缆绝缘整体老化试验系统19-22
• 2.2.2 电缆绝缘切块老化试验系统22-23
• 2.3 局部放电试验线路23-24
• 2.4 试验步骤24-25
• 2.5 试验结果25-30
• 2.5.1 局部气压下电树枝的形态25-28
• 2.5.2 局部气压下局部放电的发展趋势28-30
• 2.6 小结30-32
• 第3章 局部气压下交联聚乙烯电缆电树枝的引发和生长特性研究32-43
• 3.1 引言32
• 3.2 绝缘层内壁局部气压对电树枝引发和生长特性的影响及机理32-36
• 3.2.1 玻璃态下内壁气压对电树枝引发和生长特性的影响及机理32-33
• 3.2.2 高弹态下内壁气压对电树枝引发和生长特性的影响及机理33-35
• 3.2.3 绝缘层内壁气压对电树枝形态的影响35-36
• 3.3 树枝通道内局部气压对电树枝引发和生长特性的影响及机理36-42
• 3.3.1 玻璃态下通道内气压对电树枝引发生长特性的影响及机理36-38
• 3.3.2 高弹态下通道内气压对电树枝引发生长特性的影响及机理38-40
• 3.3.3 树枝通道内气压对电树枝形态的影响40-42
• 3.4 小结42-43
• 第4章 交联聚乙烯电缆绝缘老化特征研究43-53
• 4.1 引言43
• 4.2 基于局部放电矩特征的交联聚乙烯绝缘电树枝老化特征43-49
• 4.2.1 绝缘老化评估统计特征量的选取43-45
• 4.2.2 局部气压对电缆电树枝局部放电统计特征量的影响规律45-49
• 4.3 基于介电频谱特征的交联聚乙烯绝缘电树枝老化特征49-51
• 4.3.1 交联聚乙烯绝缘介电频谱特性49-50
• 4.3.2 局部气压对介电谱Debye模型参数的影响规律50-51
• 4.4 小结51-53
• 结论53-54
• 致谢54-55
• 参考文献55-59
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果59-60
• 参与的科研项目60

【参考文献】

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本文编号：1050624