摘要：局部放電不僅是電氣設(shè)備絕緣性能下降的標(biāo)志，也是絕緣劣化的決定因素。此，局部放電檢測(cè)可以有效地檢測(cè)潛在放電缺陷，從而提高電力系統(tǒng)的安全性和可靠性。本研究中，將熱老化處理后具有缺陷的10kV XLPE高壓電纜用作進(jìn)行針電極實(shí)驗(yàn)的樣品，并通過(guò)檢測(cè)系統(tǒng)收集電纜的局部放電信號(hào)。UHF局部放電以獲得不同的缺陷。
　　氣分支的發(fā)展，絕緣的老化和電纜樣品的局部放電之間的關(guān)系。枝;交聯(lián)聚乙烯;局部放電;高壓直流電;熱老化隨著城市和現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，各種類型的電纜越來(lái)越多地被使用。聯(lián)聚乙烯（XLPE）電纜由于其良好的電性能，機(jī)械性能，絕緣性能和耐熱性而廣泛用于高壓和超高壓電路中。此，研究XLPE電纜的絕緣失效特性具有重要意義，對(duì)于確保傳動(dòng)系統(tǒng)的安全性和可靠性具有重要意義。多國(guó)內(nèi)外專家和專家[1]普遍認(rèn)為，XLPE電纜絕緣層的退化主要是由于電纜絕緣層中形成的小絕緣表面，導(dǎo)致電場(chǎng)分布不均勻。局部場(chǎng)強(qiáng)高，最后絕緣中斷。于制造過(guò)程中，絕緣支撐內(nèi)部的機(jī)械損傷和其他因素，會(huì)產(chǎn)生微小的空氣空隙，峰值等缺陷，導(dǎo)致支撐內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)變形絕緣[2]，使局部電場(chǎng)的強(qiáng)度大于支撐的擊穿場(chǎng)強(qiáng)度。成局部電場(chǎng)濃度并最終發(fā)生局部放電。初始階段，短暫的局部放電不會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重影響，但由于電纜持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，隨著絕緣老化，局部放電頻率增加，并形成XLPE電纜絕緣層。部電場(chǎng)的集中區(qū)域。隙逐漸發(fā)展成絲狀電腐蝕通道并具有樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)，即電分支[3]。高壓電纜中，局部放電促進(jìn)了電氣分支的生長(zhǎng)，最終導(dǎo)致絕緣失效甚至事故。年來(lái)，高壓直流輸電技術(shù)不斷發(fā)展，長(zhǎng)距離直流輸電逐漸成為主導(dǎo)趨勢(shì)。替代電壓下，局部放電的風(fēng)險(xiǎn)在電纜絕緣降級(jí)期間是眾所周知的。似地，在XLPE電纜DC的操作期間，絕緣材料的電導(dǎo)率隨著溫度梯度和直流電場(chǎng)中空間電荷的累積而變化，這也導(dǎo)致電場(chǎng)的失真。絕緣層內(nèi)絕緣老化[4]。此，大量的局部放電可能表明電纜在絕緣和絕緣損壞方面具有明顯的弱點(diǎn)。此證明局部放電是絕緣層的電斷裂的起點(diǎn)，因此非常有必要在DC電壓的激勵(lì)下檢測(cè)介質(zhì)的局部放電。
　　驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想主要源于電纜在實(shí)際運(yùn)行中老化的原因。著操作時(shí)間的增加，絕緣層在長(zhǎng)時(shí)間暴露于較高溫度時(shí)會(huì)加速其老化。據(jù)電纜的實(shí)際工作環(huán)境，首先對(duì)具有不同缺陷水平的XLPE電纜樣品進(jìn)行熱老化處理，然后設(shè)計(jì)相應(yīng)的直流高壓測(cè)試經(jīng)驗(yàn)用于測(cè)試。過(guò)針尖模擬電場(chǎng)應(yīng)力的集中，并模擬介質(zhì)的內(nèi)部缺陷以及電分支的發(fā)展。驗(yàn)系統(tǒng)如圖1所示。實(shí)驗(yàn)中，使用完整的無(wú)故障處理電纜芯和電纜中間具有不同故障程度的兩組導(dǎo)體作為三組對(duì)照組。[5]?；瘯r(shí)間節(jié)點(diǎn)被計(jì)為時(shí)間節(jié)點(diǎn)，以獲得具有10個(gè)不同老化時(shí)間的XLPE電纜。板的電氣驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)已經(jīng)使用這些不同的電纜盒進(jìn)行。設(shè)計(jì)之前，將10 kV XLPE電纜的芯從諸如編織物的保護(hù)層剝離，并將其置于高爐中以加速超過(guò)其正常操作溫度的加速熱老化。體分別暴露在三組熱老化電纜和切割電纜的末端。skd11不銹鋼針并沿電纜徑向插入XLPE電纜絕緣層，以模擬針尖的局部放電。切割的電纜樣品置于填充有硅酮的容器中，礦用電纜然后將針尖插入樣品中以模擬絕緣失效，并將高連續(xù)場(chǎng)強(qiáng)施加到樣品的一端。引起局部電場(chǎng)的局部放電。過(guò)局部放電檢測(cè)裝置檢測(cè)電分支的發(fā)展，以檢測(cè)局部放電信號(hào)的特征值作為測(cè)試的最終條件，并且終止實(shí)驗(yàn)的操作。實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)UHF檢測(cè)方法檢測(cè)局部放電信號(hào)，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行比較，同時(shí)分析XLPE電纜的隔離狀態(tài)。
　　助局部出院信息。析與討論局部放電脈沖波形與連續(xù)高壓老化時(shí)間的關(guān)系實(shí)驗(yàn)樣品電分支開(kāi)發(fā)過(guò)程中，電纜老化時(shí)間和趨勢(shì)數(shù)據(jù)通過(guò)檢測(cè)局部放電信號(hào)獲得電分支的生長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的局部放電脈沖信號(hào)示于圖3中。2.在絕緣層故障時(shí)，如果DC電壓已被加壓到擊穿電壓并且初始放電負(fù)載已累積到一定程度，則發(fā)生局部放電現(xiàn)象。[6]。于局部放電的初始放電電荷需要逐漸累積過(guò)程，因?yàn)榻^緣故障的不斷發(fā)展，擊穿電壓也會(huì)發(fā)生變化，因此局部放電時(shí)間間隔直流電壓與放電的大小不同。示出了DC電壓電纜的絕緣的局部放電不是連續(xù)放電過(guò)程并且放電現(xiàn)象是分散的。圖2中可以看出，放電頻率逐漸增加，并且放電幅度也在一定程度上增加，表明電纜絕緣故障變得更加明顯。此，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電纜的局部放電對(duì)于檢測(cè)電纜絕緣的熱老化是非常必要的。始放電電壓和電纜老化時(shí)間之間的關(guān)系隨著熱老化時(shí)間的增加而增加，總放電電壓的大小也是如此。分支的引發(fā)和發(fā)展伴隨著局部放電現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)中，計(jì)算了不同熱老化時(shí)間下電氣支路的初始局部放電電壓，并研究了熱老化持續(xù)時(shí)間對(duì)直流支路的影響。
　　老化時(shí)間與感應(yīng)電分支的初始電壓值之間的關(guān)系在圖4中示出。3顯示在0-500小時(shí)期間，初始放電電壓隨時(shí)間降低。于XLPE的結(jié)晶度在初始高溫?zé)崃呀馄陂g增加，因此分子鏈的結(jié)合強(qiáng)度增強(qiáng)，因此在該階段不太可能發(fā)生放電現(xiàn)象。而，隨著熱老化時(shí)間的增加，最初分離的分子迅速與氧原子結(jié)合形成大量極性分子，這導(dǎo)致放電電壓的快速增加。較三組樣品的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，電纜的極淺表面缺陷在熱老化過(guò)程中不會(huì)對(duì)電纜造成嚴(yán)重?fù)p壞，并且所有電纜的樹(shù)枝狀電極放電不大受影響的相對(duì)于無(wú)缺陷的電纜。

　　
　　響較小。三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)清楚地表明，隨著老化時(shí)間的增加，缺陷較深的電纜的初始放電電壓逐漸增大，上升趨勢(shì)變大，表明更深的缺陷對(duì)電纜老化有更大的影響。進(jìn)初始放電期間場(chǎng)強(qiáng)和電分流之間的關(guān)系通常用于表征測(cè)試和使用期間絕緣材料的狀況和質(zhì)量。聯(lián)聚乙烯的拉伸強(qiáng)度受熱老化的強(qiáng)烈影響。著熱老化時(shí)間的增加，電纜本身的絕緣狀態(tài)逐漸降低。驗(yàn)中的現(xiàn)象是，當(dāng)未涂覆的電纜直接進(jìn)行電動(dòng)軸試驗(yàn)時(shí)，可能會(huì)發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間不放電。具有4個(gè)老化時(shí)間的電纜上進(jìn)行10次電連接實(shí)驗(yàn)后，獲得在實(shí)驗(yàn)后100分鐘內(nèi)可以放電的放電次數(shù)，即在不同老化持續(xù)時(shí)間下的放電頻率。10個(gè)經(jīng)驗(yàn)中。1顯示了交聯(lián)聚乙烯的拉伸強(qiáng)度與老化時(shí)間之間的關(guān)系。1顯示，未老化電纜的擊穿場(chǎng)強(qiáng)約為1014.12 kV / mm。第一次老化周期后，擊穿力明顯降至845.11 kV / mm，即減少了16％。化周期后，斷裂強(qiáng)度下降21％至802.85 kV / mm，在第四次老化時(shí)，最小斷裂強(qiáng)度為507.06 kV / mm，或50％退化領(lǐng)域的初始力量。
　　此，隨著熱老化時(shí)間增加，礦用電纜由電纜的電分支產(chǎn)生的條件減少，即，引起局部放電所需的電場(chǎng)強(qiáng)度減小，并且頻率放電也逐漸增加。著電纜使用時(shí)間的延長(zhǎng)，事故的條件逐漸減少，因此有必要進(jìn)行各種測(cè)試以確保電網(wǎng)的安全。論本研究結(jié)合現(xiàn)有的熱分支和電氣工業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)分支過(guò)程中產(chǎn)生的局部放電檢測(cè)系統(tǒng)，分析XLPE電力電纜絕緣中的熱老化和電枝晶。電動(dòng)軸的增長(zhǎng)。
　　樹(shù)枝電控實(shí)驗(yàn)條件下，分析了缺陷類型，熱老化持續(xù)時(shí)間對(duì)電支路起始時(shí)間和放電信號(hào)的影響，得出以下結(jié)論。得了。著時(shí)間的增加，電纜的絕緣性能逐漸降低。不同斷層下的熱老化實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)較淺和無(wú)缺陷組的電纜損耗差別不大，而較深缺陷樣品的絕緣性能迅速下降。以看出，熱老化促進(jìn)了電纜的電分支的引發(fā)。著缺陷變得更糟，絕緣層更可能產(chǎn)生電分支并且局部放電信號(hào)也增加。陷較大的電纜樣品組初始放電電壓始終高于對(duì)照電纜，最高偏差為12.1 mV，比對(duì)照電纜高23.5％。組無(wú)缺陷的樣品。比較初始放電時(shí)間時(shí)，發(fā)現(xiàn)局部放電發(fā)生在最大缺陷樣本中較早，并且最大偏差比對(duì)照組早11分鐘。以看出，絕緣層的缺陷對(duì)電纜的正常工作有很大影響。陷越深，電纜的絕緣層越可能引起問(wèn)題。驗(yàn)表明，根據(jù)電纜絕緣層枝晶放電的特性分析，可以更好地評(píng)估電纜絕緣的退化程度。此，快速檢測(cè)和檢測(cè)電纜絕緣故障對(duì)提高電源的安全性和可靠性具有重要意義。
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