计及双界面的电缆绝缘水树缺陷时域反射解析模型

作     者：叶源 胡晓 Ye Yuan;Hu Xiao

作者机构：国网三明供电公司三明365000 贵州大学电气工程学院贵阳550025 浙江大学电气工程学院杭州310027 浙江天际互感器股份有限公司江山324100 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2024年第39卷第1期

页      面：55-64页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：浙江天际互感器股份有限公司企业博士后科研项目资助(243930) 

主　　题：电力电缆 绝缘老化 水树 有限元 时域反射 双界面 

摘      要：配电网中中压电缆的敷设条件相对较差,在环境水分和工作电压等因素的共同作用下容易在绝缘中生成水树缺陷,影响电缆绝缘的性能。时域反射法(TDR)可用于检测电缆故障,近来也有研究将其用于检测电缆绝缘局部缺陷,但检测结果与绝缘缺陷情况的关联尚不明晰。针对此问题,该文基于等效电路原理推导了同轴绝缘含水树缺陷时的等效介电常数,在此基础上结合传输线理论建立计及双界面反射的时域解析模型,可用于分析与预测电缆绝缘局部存在水树缺陷时TDR实验的反射波形。通过制作含模拟水树的电缆试样并进行TDR实验,考察了模拟水树缺陷的含水量、缺陷段长度和电导率等因素对TDR实验结果的影响。结果显示,模拟水树的TDR实验结果与解析模型的计算结果具有较好的对应性,初步验证了该模型用于分析与预测电缆绝缘局部缺陷反射特性的有效性。预期该解析模型有助于为TDR在电缆绝缘水树检测中的应用提供参考。