• <nav id="c5a2s"><code id="c5a2s"></code></nav>
  • 收藏本站
    收藏 | 手機打開
    二維碼
    手機客戶端打開本文

    高壓直流電纜用XLPE的直流擊穿機理的實驗研究

    蘇鵬飛  
    【摘要】:直流電纜是直流輸電中的重要裝備,其絕緣可靠性是決定高壓輸電網能否安全運行的關鍵因素。交聯聚乙烯(Cross-linked polyethylene,XLPE)因其具有的優良性能,被用作高壓直流電纜的主要絕緣材料之一。眾所周知,絕緣材料的擊穿場強與厚度之間存在反冪衰減的關系,通過對不同厚度的XLPE片狀樣品的直流擊穿強度確定電纜在設計電壓下的絕緣厚度是工程中常用絕緣場強設計方法。然而傳統的直流擊穿試驗方法中,對于厚度超過1 mm的試樣,受沿面閃絡的影響而無法獲得真實的擊穿場強數據,因此傳統的采用片狀樣品置于絕緣媒質中的擊穿試驗方法具有很大的局限性。本文設計了一種電極包埋全擠塑型試樣,基于有限元法對于其無沿面閃絡特性進行了驗證。對厚度為數百μm至數mm的全擠塑型XLPE-A和XLPE-B試樣進行不同溫度下的直流擊穿試驗,同時與傳統的直流擊穿實驗進行了對比。研究表明,采用全擠塑型樣品,在常溫下厚度范圍最大可測至1.5 mm,高溫(70℃)下最大可測至2.5 mm,大幅度提高了直流擊穿實驗的測試厚度范圍,彌補了傳統直流擊穿方法的厚度局限性問題。片狀和全擠塑型XLPE試樣的擊穿場強均隨著厚度的增加而減小。采用反冪函數對擊穿場強與厚度的關系進行擬合,獲得如下結論:在相同厚度下,A和B兩種樣品的全擠塑型試樣的特征擊穿場強明顯高于片狀試樣;高溫下全擠塑型試樣的擊穿場強與厚度仍遵循反冪規律,但擊穿場強相較于常溫時顯著降低,說明溫度的提高減緩了擊穿場強的厚度效應。利用擬合結果的外推,可以更準確地實現對于實際電纜工作條件下的絕緣擊穿場強真實值的預估。為了驗證全擠塑樣品在擊穿試驗中厚度達到2 mm及以上時,擊穿場強趨于平穩的實驗現象,論文研究不同絕緣厚度的模型電纜的直流擊穿場強,設計了不同的終端處理方案。通過實驗發現,在外屏蔽層和絕緣層的斷面處安裝簡易應力錐,同時配合水和變壓器油媒質能夠最大程度提高模型電纜的擊穿試驗電壓。從不同厚度的模型電纜的擊穿試驗發現,所有電纜擊穿位置仍均位于斷面附近,并且不同絕緣厚度模型電纜本體在70℃條件下擊穿場強均高于70 k V/mm并且沒有顯著差別,說明在此厚度范圍內擊穿場強已經趨于平穩階段,厚度依賴性并不明顯,驗證了全擠塑型樣品擊穿試驗結果的正確性。為了研究直流擊穿中空間電荷對擊穿場強的影響,采用勻速升壓方式,測量了試樣從施壓開始直至穿過程中的空間電荷分布。研究表明高電場下以陽極注入正電荷為主,在試樣擊穿瞬間內部完全為正極性電荷且電荷量激增。在階梯升壓方式下,當電場在90 k V/mm以上時,加壓時間的增長將導致平均體電荷密度和場強畸變的增大。為此采用反冪函數描述最大電場畸變與試樣厚度的關系,結果表明最大電場畸變、擊穿場強均和厚度存在著相似的反冪變化規律,從空間電荷的二次效應上對于擊穿場強的厚度效應進行了解釋。論文在mm級絕緣厚度范圍對XLPE的擊穿場強試驗方法進行實驗研究,并且探討直流擊穿過程中空間電荷效應對擊穿場強的影響機理,為高壓直流電纜及類似裝備的絕緣結構設計提供準確的擊穿參數。


    知網文化
    【相似文獻】
    中國期刊全文數據庫 前14條
    1 梅文杰;徐彥立;陳濤;潘文林;;XLPE電纜絕緣擊穿影響因素的產生機理及改善[J];光纖與電纜及其應用技術;2018年03期
    2 蔡建超;劉美兵;何軍;馮本青;屠德民;;國產110kV XLPE電纜料的研發和性能[J];電線電纜;2012年06期
    3 王霞;王陳誠;孫曉彤;吳鍇;屠德民;;高溫高場強下XLPE及其納米復合材料電導機制轉變的實驗研究[J];中國電機工程學報;2016年07期
    4 金可中;一步法交聯聚乙烯(XLPE)管材的生產及應用[J];上海建材;1995年04期
    5 宋光輝;陳濤;潘文林;褚夢雅;;大長度海底電纜XLPE絕緣三層共擠生產線的組建[J];光纖與電纜及其應用技術;2020年01期
    6 楊麗君;李仲軒;姚人允;邊浩然;袁媛;;獲取XLPE絕緣直流電壓耐受指數的步進應力試驗參數選取方法研究[J];電工技術學報;2019年24期
    7 于是乎;張媛媛;何宏明;余欣;;熱氧老化對XLPE太赫茲頻域介電特性的影響[J];絕緣材料;2020年02期
    8 羅平;胡駿;;針對常用XLPE電力電纜運行中的失效形式分析[J];科技創新與應用;2017年19期
    9 宮改花;李堅林;羅兆全;張靈元;;XLPE電力電纜局部放電淺究[J];科技視界;2015年21期
    10 ;DC Insulation Parameter Characteristics of XLPE in the Course of Its Aging[J];Wuhan University Journal of Natural Sciences;2005年02期
    11 李吉曉;張冶文;鄭飛虎;吳長順;夏鐘福;;The structure of XLPE and the distribution of space charge[J];Science in China(Series G);2003年02期
    12 羅俊華,湯軍,馮江,朱海剛,閻孟昆;XLPE介質中水樹枝的分形維數估計[J];高電壓技術;2002年05期
    13 方春華;楊司齊;葉小源;孫維;陳杰;曹京滎;;XLPE表面缺陷對電場及擊穿電壓的影響[J];水電能源科學;2021年03期
    14 劉濤;李歡;徐磊;楊章勇;;熱老化對XLPE微觀結構及介電性能的影響機制綜述[J];陜西理工大學學報(自然科學版);2021年04期
    中國重要會議論文全文數據庫 前20條
    1 李彥雄;王金鋒;李亮斌;韓鵬凱;徐龍;鄭曉泉;;不同添加劑對XLPE中水樹枝抑制效果研究[A];第十三屆全國工程電介質學術會議論文集[C];2011年
    2 高超飛;杜生輝;李兵;蔡娟;;空間電荷在XLPE電力電纜中的研究現狀[A];山東電機工程學會2012年度學術年會論文集[C];2012年
    3 劉維功;時振堂;孫進;黎德初;;單芯XLPE電纜緩沖層放電及檢測技術研究[A];第五屆全國石油和化工電氣技術大會論文集[C];2020年
    4 李程;李仰平;田自龍;徐曼;張耀東;;改性XLPE抗水樹性能評價方法的研究[A];第十三屆全國工程電介質學術會議論文集[C];2011年
    5 許普;張治;王桂蘭;崔芙蓉;;XLPE管材基礎樹脂的開發應用[A];中國化工學會2003年石油化工學術年會論文集[C];2003年
    6 李鶴南;鮑飛虎;;基于電磁耦合XLPE電纜接頭局部放電現場檢測[A];2013年中國電機工程學會年會論文集[C];2013年
    7 陳巧勇;;XLPE電纜絕緣在線檢測直流疊加法的研究[A];首屆長三角科技論壇——能源科技分論壇論文集[C];2004年
    8 王會斌;劉云鵬;眭曉飛;李紹斌;;基于虛擬儀器的XLPE電纜局部放電超高頻在線監測系統的研究[A];中國高等學校電力系統及其自動化專業第二十四屆學術年會論文集(中冊)[C];2008年
    9 張麗;藍耕;耿莉娜;郭燦新;錢勇;黃成軍;江秀臣;;XLPE電纜局放在線監測系統的研究及應用[A];2009年全國輸變電設備狀態檢修技術交流研討會論文集[C];2009年
    10 應啟良;;500kV交聯聚乙烯絕緣電纜絕緣結構[A];中國電工技術學會電線電纜專委會、中國電機工程學會電力電纜分專委會交聯電纜專題研討會(2002年會)論文集[C];2002年
    11 LI Chang-ming;ZHANG Guang-xiang;LI Chunyang;HAN Bao-zhong;;Inhibition of Electrical Tree Initiation inside HighVoltage Cross-Linked Polyethylene Cable with Nonlinear Shielding Layer[A];第八屆中國功能材料及其應用學術會議摘要[C];2013年
    12 胡凱;盧志飛;楊豐源;張磊;張引賢;;高壓直流XLPE電纜典型缺陷仿真及局部放電研究[A];浙江省電力學會2018年度優秀論文集[C];2018年
    13 高俊國;張豪;孫亮;郭寧;王偉;張曉虹;;Nano-MMT對XLPE復合材料空間電荷特性的影響研究[A];第十三屆全國工程電介質學術會議論文集[C];2011年
    14 鄭柏林;周湶;廖瑞金;伍能成;曹立平;;二次施壓下XLPE電纜電樹枝生長特性的研究[A];第十三屆全國工程電介質學術會議論文集[C];2011年
    15 吳賀君;梁梅;盧燦輝;;廢棄交聯聚乙烯(XLPE)的固相力化學解交聯及其與LDPE共混物性能研究[A];2011年全國高分子學術論文報告會論文摘要集[C];2011年
    16 藍耕;張麗;張志堅;耿旭旭;郭燦新;錢勇;黃成軍;江秀臣;;便攜式XLPE電纜絕緣檢測裝置的研究及應用[A];2009年全國輸變電設備狀態檢修技術交流研討會論文集[C];2009年
    17 姬黎波;鐘連宏;王祖林;林杰江;;XLPE電纜外護套故障定位特例分析[A];廣東省電機工程學會2003-2004年度優秀論文集[C];2005年
    18 趙宇;劉青;高援利;周作春;李華春;張文新;陳平;;高壓XLPE電纜線路局放測試系統應用研究[A];2009年全國輸變電設備狀態檢修技術交流研討會論文集[C];2009年
    19 胡少中;蔣志華;;交聯電纜XLPE熱歷程質量損失[A];中國電工技術學會電線電纜專委會、中國電機工程學會電力電纜分專委會交聯電纜專題研討會(2002年會)論文集[C];2002年
    20 苑舜;王家耀;;XLPE電力電纜絕緣在線監測直流法硬件系統的設計[A];創新沈陽文集(A)[C];2009年
    中國博士學位論文全文數據庫 前10條
    1 李春陽;電壓穩定劑對XLPE交、直流絕緣性能影響及機理研究[D];哈爾濱理工大學;2019年
    2 蘭莉;溫度對聚合物絕緣中空間電荷行為的影響[D];上海交通大學;2015年
    3 張海龍;110~220kV XLPE電纜絕緣在線檢測技術研究[D];武漢大學;2009年
    4 劉蓉;基于超聲法的XLPE電力電纜絕緣缺陷檢測診斷技術研究[D];西北工業大學;2015年
    5 于競哲;基于SCLC理論的交流配電XLPE電纜在不同直流拓撲下的運行參數研究[D];浙江大學;2020年
    6 劉飛;35kV及以下XLPE電力電纜絕緣老化評估研究[D];上海交通大學;2014年
    7 朱曉輝;交聯工藝對交聯聚乙烯絕緣特性的影響[D];天津大學;2010年
    8 王孝峰;光固化膨脹阻燃涂層的制備及交聯聚乙烯的熱老化與機理的研究[D];中國科學技術大學;2013年
    9 付雨微;高電壓等級紫外光輻照交聯聚乙烯絕緣材料制備及性能研究[D];哈爾濱理工大學;2020年
    10 高俊國;聚乙烯/納米蒙脫土復合物的空間電荷特性與介電性能研究[D];哈爾濱理工大學;2013年
    中國碩士學位論文全文數據庫 前20條
    1 蘇鵬飛;高壓直流電纜用XLPE的直流擊穿機理的實驗研究[D];上海交通大學;2020年
    2 李靜;110kV XLPE電纜交聯制造工藝對其絕緣層性能影響研究[D];山東大學;2019年
    3 張繼勇;機械缺陷XLPE電力電纜阻尼振蕩波耐壓擊穿特性及工頻耐壓等效性研究[D];山東大學;2019年
    4 艾葉;XLPE絕緣材料直流接地電樹枝抑制方法研究[D];哈爾濱理工大學;2019年
    5 劉禹成;XLPE絕緣直流電纜終端場強分布的仿真分析[D];哈爾濱理工大學;2019年
    6 付一峰;交聯聚乙烯接枝氯乙酸烯丙酯直流介電性能研究[D];哈爾濱理工大學;2018年
    7 張健;熱老化對抗水樹XLPE電纜絕緣材料性能的影響[D];哈爾濱理工大學;2018年
    8 于國建;電壓穩定劑對XLPE交流絕緣性能的影響[D];哈爾濱理工大學;2018年
    9 陳昕;XLPE電纜絕緣材料振動—熱老化特性與壽命評估[D];哈爾濱理工大學;2018年
    10 趙鵬;基于COMSOL仿真的高壓直流交聯聚乙烯(XLPE)電纜附件設計[D];中國電力科學研究院;2018年
    11 李亞豐;熱老化對納米SiO_2改性高壓直流電纜XLPE絕緣材料性能的影響[D];哈爾濱理工大學;2018年
    12 王巍;XLPE絕緣材料主要性能影響因素研究[D];哈爾濱理工大學;2013年
    13 盧鍵;基于加速電熱老化試驗的XLPE電纜特性研究[D];華北電力大學(北京);2016年
    14 孫志鵬;XLPE微結構調控及其老化性能研究[D];天津科技大學;2018年
    15 汪培培;基于振蕩波電壓法的10kV XLPE電纜絕緣缺陷檢測研究[D];江蘇大學;2018年
    16 楊超;XLPE電力電纜護套感應電壓與絕緣監測研究[D];長沙理工大學;2017年
    17 張亮;XLPE電力電纜絕緣診斷方法研究[D];長沙理工大學;2017年
    18 王金輝;抗氧劑和石墨烯微片對XLPE直流介電性能的影響[D];哈爾濱理工大學;2017年
    19 常建鑫;抗氧劑接枝改性XLPE熱老化性能研究[D];哈爾濱理工大學;2021年
    20 胡文佳;抗水樹XLPE電纜快速檢測方法研究[D];天津大學;2012年
    中國重要報紙全文數據庫 前1條
    1 滬文;道康寧專家闡述硅烷交聯聚乙烯技術[N];中國包裝報;2006年
     快捷付款方式  訂購知網充值卡  訂購熱線  幫助中心
    • 400-819-9993
    • 010-62982499
    • 010-62783978


    日韩无遮挡一级无码A片|国产一级毛片特级毛国产|亚洲一级av无码毛片不卡|手机农村的寡妇一级A片免费