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为研究电缆终端主绝缘含气隙缺陷下的局部放电(PD)及缺陷表面的形貌特征，通过在10 kV电缆终端上制作典型的气隙缺陷，利用电缆附件电热老化平台模拟终端的实际运行工况并加速老化，利用罗戈夫基线圈传感器提取终端在不同老化时刻下的PD数据，并用扫描电镜（SEM）对气隙缺陷的表面形貌特征进行观察。结合气隙缺陷内部的电场分布进一步分析终端PD的发展规律。结果表明：电缆终端的PD及气隙缺陷表面的形貌特征在不同老化时刻下呈现明显差异，缺陷表面XLPE的碳化过程提高了气隙缺陷的表面电导率，加快了缺陷表面电荷的耗散速度。

关键词: 电缆终端 , 气隙缺陷 , 局部放电 , 电场分布 , 表面电导率

基于双电容串联模型的TEV传感器在电缆终端局部放电检测中的研究

吴科 , 周凯 , 李旭涛 , 万利 , 赵庆杰

绝缘材料 doi:10.16790/j.cnki.1009-9239.im.2016.01.012

为研究不同暂态对地电压(TEV)传感器对电缆终端局部放电(PD)检测结果的影响,对基于不同模型的两种TEV传感器下的终端PD特征进行对比分析,并在此基础上提出了一种终端PD检测的新方法.通过电缆终端电热老化平台模拟终端实际运行条件,利用传感器提取PD数据,对比分析了终端局部放电特征以及传感器信噪比(SNR).结果表明:不同传感器下电缆终端的局部放电特征及传感器SNR存在明显差异.基于单电容模型的TEV传感器在单次放电波形上升时间、持续时间及SNR低于双电容串联模型的TEV传感器;尽管PD信号的幅值差异较小,但基于双电容串联模型的TEV传感器在检测终端PD信号及抑制干扰上更具优势.此外,基于新方法提取的终端PD信号分布于触发信号的二、四象限,这些特征可为终端PD检测时放电信号的相位判定提供理论依据.

关键词: TEV传感器 , 电缆终端 , 局部放电 , 信噪比 , 触发信号

以分子链疲劳断裂理论理解XLPE电缆绝缘水树生长规律

侯振奇 , 周凯 , 何珉 , 杨明亮 , 吴科

绝缘材料 doi:10.16790/j.cnki.1009-9239.im.2016.10.010

为研究XLPE电缆绝缘中水树的生长规律，对不同老化时间下XLPE材料的水树生长特性进行了对比分析。采用水针电极法加速电缆绝缘水树老化，利用光学显微镜和扫描电镜观察不同老化时间下电缆水树的微观结构特征，并对水树尺寸进行测量统计。结果表明：不同老化时间下的水树形态和尺寸均存在明显差异，随着老化时间的增加，水树枝变得密集，染色区域颜色变深。在电机械应力作用下XLPE分子链疲劳累积断裂，水分以密集充水细枝的方式向四周辐射扩散，逐渐形成水树通道和微孔，随着通道和微孔数量的增加，水树逐渐变长。

关键词: XLPE电缆 , 水树 , 微观形貌 , 电机械应力

负荷变化对电缆终端局部放电行为的影响研究

吴科 , 周凯 , 宋永佳 , 全杰雄 , 温才权 , 禤海贞

绝缘材料 doi:10.16790/j.cnki.1009-9239.im.2016.04.012

负荷波动可能会影响电缆终端的局部放电(partial discharge,PD)行为,为了研究负荷对终端局部放电行为的影响,通过在35 kV电缆终端中设计典型气隙缺陷,利用终端电-热协同老化平台进行对比实验,分析了不同负荷下终端局部放电及热稳态时的温度分布特征.此外,建立了终端有限元模型,对不同负荷下缺陷处温度进行仿真计算,分析缺陷处温度与终端局部放电行为之间的关系.结果表明:不同负荷下终端局部放电幅值、放电次数及放电相位分布存在明显差异;线芯与终端表面温差随着负荷增长而增加;气隙缺陷处温度高于25℃时终端局部放电强度显著增强.结合不同负荷及环境温度下终端气隙缺陷处的温度仿真,根据终端的负荷情况及测试现场的环境温度可以预测终端局部放电测量的合适时机,有利于对绝缘状态的准确评估.

关键词: 负荷 , 电缆终端 , 局部放电 , 气隙缺陷 , 有限元模型 , 环境温度

修复液抑制XLPE电缆局部放电的有效性研究

侯振奇 , 周凯 , 吴科 , 何珉 , 张福忠

绝缘材料 doi:10.16790/j.cnki.1009-9239.im.2017.01.009

针对XLPE电缆中存在水树缺陷引起局部放电导致电缆绝缘迅速劣化的问题,提出了一种通过注入修复液修复电缆水树缺陷抑制电缆局部放电的方法,从XLPE电缆试样局部放电特征及缺陷表面微观形貌结构两方面研究修复液对XLPE电缆局部放电的影响.采用水针电极法加速XLPE电缆绝缘水树老化,并对生成水树缺陷的电缆试样进行注入式修复,测试分析修复前后电缆试样的局部放电特征,并对修复后电缆试样缺陷处的表面形貌特征进行分析.此外,建立XLPE电缆水树缺陷的有限元模型,结合水树缺陷处电场仿真进一步阐述修复液对XLPE电缆局部放电的影响机理.结果表明:修复后XLPE电缆局部放电的放电幅值和放电次数均大幅减小,表明修复液可以抑制电缆局部放电的发展,减缓XLPE电缆绝缘的劣化.

关键词: XLPE电缆 , 水树缺陷 , 局部放电 , 修复液