摘要：局部放電不僅是電氣設備絕緣性能下降的標志，也是絕緣劣化的決定因素。此，局部放電檢測可以有效地檢測潛在放電缺陷，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高壓電纜用作進行針電極實驗的樣品，并通過檢測系統(tǒng)收集電纜的局部放電信號。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越多地被使用。聯(lián)聚乙烯（XLPE）電纜由于其良好的電性能，機械性能，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，對于確保傳動系統(tǒng)的安全性和可靠性具有重要意義。多國內(nèi)外專家和專家[1]普遍認為，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，導致電場分布不均勻。局部場強高，最后絕緣中斷。于制造過程中，絕緣支撐內(nèi)部的機械損傷和其他因素，會產(chǎn)生微小的空氣空隙，峰值等缺陷，導致支撐內(nèi)部場強變形絕緣[2]，使局部電場的強度大于支撐的擊穿場強度。成局部電場濃度并最終發(fā)生局部放電。初始階段，短暫的局部放電不會對設備產(chǎn)生嚴重影響，但由于電纜持續(xù)時間長，隨著絕緣老化，局部放電頻率增加，并形成XLPE電纜絕緣層。部電場的集中區(qū)域。隙逐漸發(fā)展成絲狀電腐蝕通道并具有樹枝狀結(jié)構(gòu)，即電分支[3]。高壓電纜中，局部放電促進了電氣分支的生長，最終導致絕緣失效甚至事故。年來，高壓直流輸電技術(shù)不斷發(fā)展，長距離直流輸電逐漸成為主導趨勢。替代電壓下，局部放電的風險在電纜絕緣降級期間是眾所周知的。似地，在XLPE電纜DC的操作期間，絕緣材料的電導率隨著溫度梯度和直流電場中空間電荷的累積而變化，這也導致電場的失真。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。此證明局部放電是絕緣層的電斷裂的起點，因此非常有必要在DC電壓的激勵下檢測介質(zhì)的局部放電。
　　驗系統(tǒng)實驗的設計思想主要源于電纜在實際運行中老化的原因。著操作時間的增加，絕緣層在長時間暴露于較高溫度時會加速其老化。據(jù)電纜的實際工作環(huán)境，首先對具有不同缺陷水平的XLPE電纜樣品進行熱老化處理，然后設計相應的直流高壓測試經(jīng)驗用于測試。過針尖模擬電場應力的集中，并模擬介質(zhì)的內(nèi)部缺陷以及電分支的發(fā)展。驗系統(tǒng)如圖1所示。實驗中，使用完整的無故障處理電纜芯和電纜中間具有不同故障程度的兩組導體作為三組對照組。[5]?；瘯r間節(jié)點被計為時間節(jié)點，以獲得具有10個不同老化時間的XLPE電纜。板的電氣驗證實驗已經(jīng)使用這些不同的電纜盒進行。設計之前，將10 kV XLPE電纜的芯從諸如編織物的保護層剝離，并將其置于高爐中以加速超過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)場強施加到樣品的一端。引起局部電場的局部放電。過局部放電檢測裝置檢測電分支的發(fā)展，以檢測局部放電信號的特征值作為測試的最終條件，并且終止實驗的操作。實驗中，通過UHF檢測方法檢測局部放電信號，將實驗數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)平臺進行比較，同時分析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)高壓老化時間的關系實驗樣品電分支開發(fā)過程中，電纜老化時間和趨勢數(shù)據(jù)通過檢測局部放電信號獲得電分支的生長。實驗中測量的局部放電脈沖信號示于圖3中。2.在絕緣層故障時，如果DC電壓已被加壓到擊穿電壓并且初始放電負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程，因為絕緣故障的不斷發(fā)展，擊穿電壓也會發(fā)生變化，因此局部放電時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，實時監(jiān)測電纜的局部放電對于檢測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間之間的關系隨著熱老化時間的增加而增加，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。實驗中，計算了不同熱老化時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)時間對直流支路的影響。
　　老化時間與感應電分支的初始電壓值之間的關系在圖4中示出。3顯示在0-500小時期間，初始放電電壓隨時間降低。于XLPE的結(jié)晶度在初始高溫熱裂解期間增加，因此分子鏈的結(jié)合強度增強，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，這導致放電電壓的快速增加。較三組樣品的實驗結(jié)果，電纜的極淺表面缺陷在熱老化過程中不會對電纜造成嚴重損壞，并且所有電纜的樹枝狀電極放電不大受影響的相對于無缺陷的電纜。

　　
　　響較小。三組實驗數(shù)據(jù)清楚地表明，隨著老化時間的增加，缺陷較深的電纜的初始放電電壓逐漸增大，上升趨勢變大，表明更深的缺陷對電纜老化有更大的影響。進初始放電期間場強和電分流之間的關系通常用于表征測試和使用期間絕緣材料的狀況和質(zhì)量。聯(lián)聚乙烯的拉伸強度受熱老化的強烈影響。著熱老化時間的增加，電纜本身的絕緣狀態(tài)逐漸降低。驗中的現(xiàn)象是，當未涂覆的電纜直接進行電動軸試驗時，可能會發(fā)生長時間不放電。具有4個老化時間的電纜上進行10次電連接實驗后，獲得在實驗后100分鐘內(nèi)可以放電的放電次數(shù)，即在不同老化持續(xù)時間下的放電頻率。10個經(jīng)驗中。1顯示了交聯(lián)聚乙烯的拉伸強度與老化時間之間的關系。1顯示，未老化電纜的擊穿場強約為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，斷裂強度下降21％至802.85 kV / mm，在第四次老化時，最小斷裂強度為507.06 kV / mm，或50％退化領域的初始力量。
　　此，隨著熱老化時間增加，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強度減小，并且頻率放電也逐漸增加。著電纜使用時間的延長，事故的條件逐漸減少，因此有必要進行各種測試以確保電網(wǎng)的安全。論本研究結(jié)合現(xiàn)有的熱分支和電氣工業(yè)實驗平臺，通過分支過程中產(chǎn)生的局部放電檢測系統(tǒng)，分析XLPE電力電纜絕緣中的熱老化和電枝晶。電動軸的增長。
　　樹枝電控實驗條件下，分析了缺陷類型，熱老化持續(xù)時間對電支路起始時間和放電信號的影響，得出以下結(jié)論。得了。著時間的增加，電纜的絕緣性能逐漸降低。不同斷層下的熱老化實驗中，發(fā)現(xiàn)較淺和無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也增加。陷較大的電纜樣品組初始放電電壓始終高于對照電纜，最高偏差為12.1 mV，比對照電纜高23.5％。組無缺陷的樣品。比較初始放電時間時，發(fā)現(xiàn)局部放電發(fā)生在最大缺陷樣本中較早，并且最大偏差比對照組早11分鐘。以看出，絕緣層的缺陷對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題。驗表明，根據(jù)電纜絕緣層枝晶放電的特性分析，可以更好地評估電纜絕緣的退化程度。此，快速檢測和檢測電纜絕緣故障對提高電源的安全性和可靠性具有重要意義。
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