交流500kV交联聚乙烯海缆主绝缘介质的频域介电及击穿特性研究

发布时间：2024-07-02 04:05

　　为了研究热老化对500 kV XLPE海缆绝缘材料相关性能的影响,首先将AC 500 k V XLPE海缆主绝缘材料在170℃下进行恒温热老化,对不同热老化时间的XLPE海缆主绝缘材料进行FTIR测试分析;然后,对不同热老化时间的XLPE海缆主绝缘材料进行频域介电特性测试,并利用修正Cole-Cole模型分析热老化时间和测试温度对其频域介电特性的影响规律;最后,对不同热老化时间和温度下的XLPE海缆主绝缘材料进行工频击穿测试。结果表明:热老化对XLPE海缆主绝缘材料内部微观结构影响显著,引起XLPE羰基指数的增加。随热老化时间增加和温度升高,XLPE材料的低频区相对介电常数、体积电导率和介质损耗均升高。热老化时间和温度对修正Cole-Cole模型中6个频域介电特征量影响显著,分别是高频介电常数εhf、直流电导率σdc、α驰豫过程极化值χα、α驰豫过程时间常数τα、跳跃电导率σho和跳跃电导率参数γ。与新样品相比,热老化48、120、168、336 h的XLPE海缆主绝缘材料工频电气强度下降率分别为5.7%、38.7%、53.7%、59.1%;但随温度升高,XLPE材料的工频电气强度先稍...

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【部分图文】：

图1热老化不同时间的XLPE海缆绝缘材料

图1是在170℃下热老化不同时间的XLPE样品。从图1可以看出，随着老化时间的增加，XLPE样品的颜色逐渐加深，从原始样品灰白色到黄色，再逐渐变成深红棕色，这是由于在高温热老化作用下XLPE材料发生热氧化裂解，引起材料内部生成亚乙烯基以及乙烯基等基团造成的[11]。此外，在热老化....

图2不同热老化时间XLPE海缆主绝缘材料的FTIR

热老化0、48、120、168、336h的XLPE海缆主绝缘材料傅里叶红外光谱如图2所示。从图2可知，719cm-1处的吸收峰对应于振动亚甲基（-CH2）基团，1464cm-1处的吸收峰对应于亚甲基（-CH2）基团的摇摆振动，1732cm-1处的吸收峰对应于羰基（C=....

图3不同热老化时间XLPE海缆主绝缘材料的羰基指数

测试温度为40℃和70℃下不同热老化时间XLPE海缆主绝缘材料的频域介电特性（相对介电常数、介质损耗因数、体积电导率）分别如图4和图5所示。从图4(a)和图5(a)可以看出，热老化后XLPE海缆主绝缘材料的相对介电常数增大，XLPE新样品的相对介电常数随测试频率变化基本无变化，而....

图5测试温度70℃下不同热老化时间XLPE海缆主绝缘材料的频域介电特性

图4测试温度40℃下不同热老化时间XLPE海缆主绝缘材料的频域介电特性式（1）中：N为单位体积电介质内的粒子数；α为极化率（单位为F·m2），是与电介质组成粒子性质有关的系数；εr为相对介电常数；ε0为真空介电常数（ε0=8.85×10-12F/m）。随热老化程度加深，XLPE....

本文编号：3999656