水树老化培训资料.doc
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1、水树老化精品资料交联聚乙烯电缆的水树老化标签:交联聚乙烯电缆因为绝缘性能好,允许工作温度高有较好的机械强度而受到设计施工人员的欢迎,但许多人不知道水树老化会使电缆绝缘击穿。 在电缆制造过程中,由外面侵入的极微量的水分在电缆绝缘层中是均匀分布的,但电缆投入使用后在电场的作用下,受到不均匀电场的吸引,产生极化迁移,逐渐积累而产生局部过饱和状态形成水树。电缆的绝缘层中只要同时存在水和电场就会产生水树。水树是直径在01微米到几微米充满水的空隙集合。水树和环境湿度也有关,交联聚乙烯电缆在65以上的湿度环境中通电就可以产生水树。上海电缆研究所的研究证明有CI离子、SO4离子或NO3离子的水,与同等条件下的
2、自来水相比,水树生长速度要快34倍。水树的存在直接影响到电缆的寿命。为了降低水树的增长速度,在地下水位较高及多雨的地区,不宜采取埋地敷设;在南方地区黄梅季节电缆沟内容易结露,因此要有通内措施;电缆的入口处应有堵水措施,避免雨水流入电缆沟内;电缆沟应有防渗漏措施和排水措施防止电缆沟内积水 由于交联聚乙烯电缆有水树老化现象,因此这种电缆不应长期在潮湿环境中使用,在施工时要严格防止潮气侵入电缆芯内部锯断的电缆端头要及时密封。中压电缆绝缘料的水树老化研究引用网址:关键词:绝缘料电缆中压电缆摘要:近年来,随着中国电力企业对长寿命、高可靠性电力电缆关注的增加,武汉高压研究所和陶氏化学公司(TheDowCh
3、emicalCompany)一道,共同开展了一项针对于中国电缆结构的中压电缆老化试验研究项目,就使用抗水树绝缘料对电缆性能的提升进行评估。经过6个月的加速水树老化试验,已经可以明显地看出,在使用抗水树绝缘料和普通半导电屏蔽料后,电缆的性能得到了显著的提升。同时,为了建立和确保中压电缆期望的性能指标,该项目中使用的试验方案还可以作为一种在中国国内使用的鉴定试验方案。关键词:中压电缆;绝缘料;水树;老化0引言世界各地的电力企业都希望那些位于地下主干线回路上的电力电缆能够具有尽可能长的使用寿命,以提高电网的可靠性,降低电网中断的次数,并且减少维护电网整体寿命所需的费用。在过去的20年中,北美的电力企
4、业已经开始使用抗水树交联聚乙烯(TR-XLPE)作为主干线配电线路中的中压电缆首选的绝缘材料。这项技术有效地避免了普通交联聚乙烯抗水树性能不佳的不利影响。在法国凡尔塞举行2003Jicable年会的论文中已经提到,这种由于电缆采用TR-XLPE而提升的性能,是可以通过分析电缆老化过程中的试验数据得到的。同样,在欧洲,一种在XLPE基础上发展出来的具有抗水树特性的高分子聚合物被广泛地应用于电缆的绝缘材料已经近20年了,并且在现场使用中表现出了良好的性能。在另一份Jicable论文中对这种聚合物绝缘材料在欧洲的实践使用进行了介绍。为了对改进后的TR-XLPE绝缘材料的性能进行评估,在北美和欧洲都进
5、行了类似的电缆加速老化试验,被当地的电力行业接受并且成为一种有效鉴定试验方法。其中,由北美洲用户使用的中压电缆鉴定规范是ANSI/ICEAS-94-649-1997,这是稍早一些的规范AEICCS5-94的最新版本。该规范包括几个方面的内容,其中最关键的鉴定试验就是加速水树老化试验(AWTY)。该试验的具体内容包括了对未老化和分别经过120、180天和360天老化的15kV电缆进行的一系列的工频和冲击击穿强度试验。在欧洲,CENELEC标准中也收录了一种类似的,由德国VDE0273电缆老化方法发展而来的老化试验方法,该试验包括了对电缆在分别老化了6个月、1年和2年后的工频击穿试验内容。最近一段
6、时间,伴随着地下电缆网络的快速增长,广大的中国电力企业对长寿命、高可靠性的中压(MV)电缆的关注大大增加。为了向中国的用户评估TR-XLPE的良好性能,陶氏化学公司和武汉高压研究所合作开展了一项针对中国电缆结构的试验研究项目。该项目共使用了3种不同的电缆:一种电缆使用国产绝缘料,另一种使用陶氏XLPE绝缘料,最后一种使用陶氏TR-XLPE绝缘料。试验研究内容完全按照北美AWTY试验要求进行。这3种电缆都由同一家中国电缆制造商在同一条生产线、同一段工期内生产。在武汉高压研究所内的电缆老化试验已经进行了8个多月,于2004年4月份结束。180天后的试验数据已经可以看出,与其他电缆相比,使用TR-X
7、LPE的电缆具有明显的性能优势。该试验的具体内容也可以由中国用户作为鉴定试验或型式试验使用,作为衡量中压电缆性能的标准。1试验研究方案该试验研究项目使用10kV地下电力电缆(典型的中国电缆结构),按照AEICCS8-00额定电压5至46kV挤出绝缘屏蔽电力电缆技术规范(第一版)的内容要求进行试验。每一种电缆连续分割制成21个电缆样品,按照图1所示的程序流程进行试验,这些试验样品将进行:局部放电试验,介质损耗系数测量和半导电层体积电阻率测量;结构尺寸测量;工频逐级击穿试验(HVTY);热冲击击穿试验;14天热循环试验;120、180天和360天加速水树老化试验(AWTF);水树检测统计。其中,加
8、速水树老化试验、工频逐级击穿试验和水树检测统计是最关键的试验内容,在文中将着重介绍。A、B和D3种电缆都具有相同的结构,每种电缆所使用的材料牌号见表1。电缆结构设计内容如下:导体。50mm2,铜,圆形,绞合,紧压。导体屏蔽。06ma厚,挤出半导电层。绝缘。45mm厚,A为陶氏普通XLPE料,B为陶氏抗水树TR-XLPE料,D为国产XLPE料。绝缘屏蔽。O8mm厚,挤出半导电层。金属屏蔽。012mm25mm,铜带。2试验设备21加速水树老化试验(AWTT)为了在样品13-21上进行加速水树老化试验,需要将电缆的导体和弯管充满自来水后,在每一个电缆终端顶部固定一个小塑料水容器并保持一定的水位,从而
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