硅橡膠絕緣預(yù)制型電纜接頭由于制作工藝問題在硅橡膠/膠聯(lián)聚乙烯界面上形成半導(dǎo)電或金屬顆粒缺陷最終導(dǎo)致沿面擊穿的故障時(shí)有發(fā)生。探尋硅橡膠/膠聯(lián)聚乙烯界面金屬顆粒沿面絕緣缺陷局部放電的發(fā)展過程,可為電纜中間接頭放電嚴(yán)重程度的評(píng)估提供依據(jù)。在35k V電纜中間接頭硅橡膠/XLPE界面上設(shè)置金屬顆粒缺陷,通過逐級(jí)升高電壓激發(fā)出局部放電信號(hào)并加速缺陷發(fā)展。測(cè)量了局部放電起始直至絕緣擊穿全過程中的局部放電信號(hào),生成了單位時(shí)間內(nèi)局部放電平均能量、總能量及放電次數(shù)共計(jì)三個(gè)表征參量隨時(shí)間的變化曲線。基于曲線的發(fā)展變化規(guī)律,將局部放電發(fā)展全過程劃分為四個(gè)階段,得到了表征各階段局部放電重復(fù)率及平均放電量相位分布特征的?-n、?-qave二維譜圖以及灰度圖,從中提取了兩個(gè)能夠表征各階段局部放電統(tǒng)計(jì)規(guī)律的特征量。研究結(jié)果表明,在預(yù)設(shè)缺陷局部放電的發(fā)展過程中,局部放電相位譜圖的形貌特征發(fā)生變化,從相位譜圖中提取的兩個(gè)局部放電特征量均呈現(xiàn)單一增大的趨勢(shì),且在放電后期增長(zhǎng)速率加快�；趯�(duì)局部放電相位分布特征及特征量變化趨勢(shì)的綜合分析,提出了一種硅橡膠/膠聯(lián)聚乙烯界面金屬顆粒沿面放電嚴(yán)重程度的評(píng)估方法。 

【文章來源】：電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015,30(24)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

沿面金屬顆粒缺陷

均保持基本一致。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后使用相同方法對(duì)局部放電數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)局部放電的起始放電電壓、擊穿電壓和持續(xù)時(shí)間等指標(biāo)不盡相同，但局部放電的整體發(fā)展趨勢(shì)及變化規(guī)律基本一致。本文重點(diǎn)研究缺陷引發(fā)放電起始直至擊穿全過程局部放電的發(fā)展過程，因此對(duì)其中一次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。1.2實(shí)驗(yàn)回路由于電纜兩端電應(yīng)力集中，為防止加壓過程中電纜兩端產(chǎn)生電暈而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)時(shí)在電纜兩段安裝油杯型終端，終端內(nèi)注入25#變壓器油，電纜線芯通過油杯型終端接入實(shí)驗(yàn)變壓器，電纜試品外屏蔽層良好接地。實(shí)驗(yàn)回路如圖2所示，自耦調(diào)壓器、變壓器、10kΩ保護(hù)電阻和800pF耦合電容組成50kV工頻無暈的電源系統(tǒng)。局部放電測(cè)量使用ZST4型局部放電檢測(cè)儀，采用并聯(lián)測(cè)試回路，利用NIPXI5114高速數(shù)字化儀（兩個(gè)采集通道，帶寬125MHz，最高采樣率250MS/s）對(duì)局部放電檢測(cè)儀調(diào)理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行20ms連續(xù)采樣并保存，同時(shí)通過變壓器測(cè)量繞組獲取工頻電壓信號(hào)的相位信息。圖2試驗(yàn)回路示意圖Fig.2Diagramoftheexperimentalcircuit實(shí)驗(yàn)前對(duì)整套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行耐壓及局部放電測(cè)試，在45kV最高實(shí)驗(yàn)電壓作用下，背景干擾水平不大于3pC，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)照片如圖3所示。1.3加壓方法一切準(zhǔn)備工作就緒后開始加壓實(shí)驗(yàn)，加壓過程

248電工技術(shù)學(xué)報(bào)2015年12月圖3實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)照片F(xiàn)ig.3Photooftheexperimentalsystem中緩慢升高電壓直至出現(xiàn)穩(wěn)定的局部放電信號(hào)，通過升壓法加速缺陷劣化，劣化嚴(yán)重后對(duì)試品施加恒定電壓，為深入研究絕緣瀕臨失效時(shí)的局部放電特征，在絕緣瀕臨擊穿時(shí)適當(dāng)降低電壓，保持該電壓不變直至絕緣失效。本文預(yù)設(shè)缺陷在外施電壓達(dá)到8kV時(shí)出現(xiàn)穩(wěn)定的局部放電信號(hào)，然后以4kV加壓步長(zhǎng)逐級(jí)升高電壓直至40kV，每個(gè)電壓等級(jí)保持2h，當(dāng)外施電壓達(dá)到40kV后觀察發(fā)現(xiàn)放電強(qiáng)度明顯提高，因此40kV保持2h后降壓至38kV，保持1h24min后絕緣擊穿，累計(jì)加壓時(shí)間約19h24min。2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析2.1實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)外施電壓達(dá)到36kV時(shí)，局部放電檢測(cè)儀測(cè)量到的局部放電信號(hào)幅值明顯增大以致超出信號(hào)采集量程，及時(shí)調(diào)整儀器增益以保證測(cè)量準(zhǔn)確度。在后續(xù)數(shù)據(jù)分析過程中，對(duì)不同增益下測(cè)量的信號(hào)分別進(jìn)行視在放電量校正。在臨近擊穿前約20min，聽到接頭內(nèi)每隔2min左右持續(xù)發(fā)出沉悶的“砰砰”聲，該狀態(tài)持續(xù)約20min后絕緣擊穿。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后將試品從缺陷置入位置沿電纜軸向剖開，觀察缺陷擊穿后對(duì)界面絕緣的破壞現(xiàn)象，解體照片如圖4所示，其中圖4a為XLPE表面的破壞現(xiàn)象，圖4b為接頭硅橡膠絕緣內(nèi)表面的破壞現(xiàn)象。從圖4中可以看出，電纜本體XLPE表面和接（a）XLPE表面（b）硅橡膠表面圖4解體照片F(xiàn)ig.4Disintegrationphotosofthetestsample頭硅橡膠內(nèi)表面均有明顯的黑色炭痕，炭痕分布在懸浮銅片之間，炭痕通道和銅片在電纜XLPE表面形成了軸向貫通于電纜線芯和外半導(dǎo)電層之間的導(dǎo)電通道�；谶@樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象簡(jiǎn)單分析中間接頭XLPE/硅橡膠界面懸浮金屬顆粒引發(fā)絕緣故障的可能過程。正常工藝制作的預(yù)制式中間接頭，電纜本體XLPE和接頭硅橡膠形成固-固復(fù)合?

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3364648