基于PDC法的核电站XLPE电缆辐照老化研究

发布时间：2024-05-28 06:25

　　为了对辐照老化后的核电站用中压交联聚乙烯(XLPE)电缆的绝缘状态进行评估,首先对电缆进行不同程度的辐照老化,研究不同辐照剂量下电缆的极化去极化电流,分析0.1 Hz介质损耗因数、直流电导率等老化参数的变化规律。然后使用改进的3支路Debye模型对电缆绝缘进行拟合,得到不同辐照剂量下的支路电阻与支路电容,对电缆的老化情况进行评估。结果表明:核电站用XLPE电缆在低辐照剂量(小于216 k Gy)下的支路电容与支路电阻变化较小,随着辐照剂量的增加,支路电阻大幅下降,支路电容大幅上升,电缆直流电导率、介质损耗因数不断上升,并与断裂伸长率、氧化诱导时间的测试结果相符,验证了PDC方法可以有效地检测辐照老化电缆的绝缘情况。

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【部分图文】：

图1PDC测试系统

在制备完成的样本外半导电层外完全包裹铜带，使铜带紧贴样本，并在两端绝缘层外部缠绕屏蔽环并接入图1所示的PDC测试系统中，避免由于表面泄漏电流的影响使得测量结果偏大。当高压真空开关指向1时，电路为极化阶段，电缆绝缘层作为容性元件进行充电；当开关指向2时，电路为去极化阶段，电缆绝缘层....

图2不同辐照剂量电缆的断裂伸长率箱式图

断裂伸长率根据哑铃型试样被拉断后标记区域的长度LB与拉伸前试样的长度L进行计算，如式（8）所示。计算得到电缆样本的断裂伸长率与辐照剂量的关系如图2所示。从图2可以看出，新电缆的断裂伸长率基本维持在350%以上，其力学性能良好。辐照剂量为216kGy的样本与新样本变化不大，断裂伸....

图3不同辐照剂量电缆的氧化诱导时间

氧化诱导时间可以作为聚合物氧化稳定性的量度，对于XLPE电缆，氧化诱导时间则表示其中抗氧化剂消耗完全的时间，其值越大，表明聚合物抗氧化能力越强，也可以认为绝缘中保有的抗氧化剂等添加剂含量较高[10]。氧化诱导时间根据GB/T19466.6—2009计算得出。电缆样本的氧化诱导时间....

图4凝胶含量随辐照剂量的变化曲线

计算得到电缆样本凝胶含量随辐照剂量的变化如图4所示。从图4可以看出，新电缆的凝胶含量约为85%，其交联程度较高。经过216kGy剂量的辐照后，电缆发生了一定程度的再交联现象，其凝胶含量略有上升，但上升幅度较小。在360kGy辐照剂量下，其凝胶含量已经不足50%，并且随着辐照剂....

本文编号：3983613