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大型城市高压电缆网局部放电监测关键技术及规模化应用

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中国科技成果 2024年第7期25卷 69-70页

作者：欧阳本红任志刚夏荣刘弘景杨斌刘松华谭笑任明贾晓刚中国电力科学研究院有限公司国网北京市电力公司电力科学研究院国网湖北省电力有限公司武汉供电公司国网江苏省电力有限公司电力科学研究院西安交通大学浙江新图维电子科技有限公司上海格鲁布科技有限公司

高压电缆线路逐步成为城市能源传输的主动脉.据统计,我国110(66)kV及以上电缆线路回路总长已超5万公里,年均增长率10%以上,其中绝大部分都集中在大型城市地下电缆通道中,4回路及以上同通道密集运行现象普遍,因绝缘劣化缺陷导致线路突发... 详细信息

高压电缆线路逐步成为城市能源传输的主动脉.据统计,我国110(66)kV及以上电缆线路回路总长已超5万公里,年均增长率10%以上,其中绝大部分都集中在大型城市地下电缆通道中,4回路及以上同通道密集运行现象普遍,因绝缘劣化缺陷导致线路突发停运故障会对城市电网的供电可靠性产生很大影响.作为绝缘状态体检"专科医生",局部放电监测面临四大技术难题:一是用于电缆监测的无线智能局放传感器缺失;二是电缆接头内置局放检测技术不成熟;三是电缆线路局放源定位存在困难;四是电缆绝缘劣化状态难以准确诊断.

关键词：高压电缆供电可靠性电缆绝缘电缆接头绝缘劣化电缆线路绝缘状态城市电网

不同改性聚丙烯电缆绝缘料热氧老化特性和选型

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高电压技术 2022年第7期48卷 2642-2649页

作者：赵鹏欧阳本红黄凯文赵健康田野陈鸿中国电力科学研究院有限公司电网环境保护国家重点实验室武汉430074 国网辽宁省电力有限公司沈阳110000 国网福建省电力公司厦门供电公司厦门361006

热塑性聚丙烯材料用于电力电缆绝缘时,生产过程中无需交联和脱气,工艺简单,能耗低,且具有优异的机械性能和电气性能。为此以不同改性聚丙烯材料和交联聚乙烯电缆绝缘材料为研究对象,通过差式扫描量热分析、力学拉伸性能试验、介电性能... 详细信息

热塑性聚丙烯材料用于电力电缆绝缘时,生产过程中无需交联和脱气,工艺简单,能耗低,且具有优异的机械性能和电气性能。为此以不同改性聚丙烯材料和交联聚乙烯电缆绝缘材料为研究对象,通过差式扫描量热分析、力学拉伸性能试验、介电性能试验、击穿强度测试等方法,分析在不同热氧老化阶段的材料性能演变过程。结果发现,不同改性聚丙烯绝缘料的凝聚态结构略有差异,其中共聚改性聚丙烯中明显的相容性橡胶相结构,能够提供与传统交联聚乙烯的交联结构相似的材料性能。在热氧老化过程中,改性聚丙烯绝缘料的宏观特征与交联聚乙烯绝缘料的变化趋势相同,具备绝缘替代的能力。此外,改性聚丙烯材料橡胶相含量必须合理控制,以平衡材料的机械和老化性能。所得结果可以为聚丙烯绝缘电缆的推广应用和选型提供依据。

关键词：聚丙烯交联聚乙烯热老化电气性能机械性能

乙烯共聚调控晶态结构对聚丙烯电缆绝缘料电气性能的影响

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高电压技术 2023年第3期49卷 982-989页

作者：杨凯任颙若李建英景政红欧阳本红赵鹏西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司北京102500 中国电力科学研究院有限公司电网环境保护国家重点实验室武汉430074

为了揭示乙烯共聚对聚丙烯电缆绝缘电气性能的影响机制,通过2阶段抗冲共聚工艺合成了3种不同乙烯-丙烯共聚物(ethylene-propylene copolymer,EPR)含量的抗冲共聚聚丙烯(impact polypropylene copolymer,IPC),研究了其晶型、球晶形貌、... 详细信息

为了揭示乙烯共聚对聚丙烯电缆绝缘电气性能的影响机制,通过2阶段抗冲共聚工艺合成了3种不同乙烯-丙烯共聚物(ethylene-propylene copolymer,EPR)含量的抗冲共聚聚丙烯(impact polypropylene copolymer,IPC),研究了其晶型、球晶形貌、相态分布、陷阱分布特性,以及机械、电气性能的变化。结果表明,通过共聚法引入15%的EPR时,结晶度相较等规聚丙烯下降约6.8%,断裂伸长率显著提升,拉伸模量降低37.4%,电荷注入阈值场强与击穿强度分别提升17.7%和8.0%。引入30%的EPR时,结晶度相较等规聚丙烯下降可达30.6%,同时断裂伸长率及击穿强度均显著降低。乙烯共聚对宏观性能的影响被证明可能与EPR“附生”在球晶上的特殊结构密切相关。研究表明适当的乙烯共聚可实现聚丙烯电缆绝缘机械、电气性能的协同优化,研究结果可为聚丙烯绝缘综合性能调控提供参考。

关键词：共聚聚丙烯电缆绝缘晶态结构机械性能电气性能

钛酸铜钙改性硅橡胶对500kV直流电缆接头优化设计关键控制参数的改善研究

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高压电器 2023年第10期59卷 153-161页

作者：刘宗喜欧阳本红陈铮铮赵鹏中国电力科学研究院有限公司武汉430072

采用硅橡胶作为超高压直流电缆接头的增强绝缘,在接头结构设计中需要解决硅橡胶与电缆绝缘的电导率配合和界面问题。文中利用钛酸铜钙纳米纤维(CCTO NFs)对硅橡胶进行非线性电导率的改性,对改性硅橡胶和交联聚乙烯(XLPE)组成的双层介质... 详细信息

采用硅橡胶作为超高压直流电缆接头的增强绝缘,在接头结构设计中需要解决硅橡胶与电缆绝缘的电导率配合和界面问题。文中利用钛酸铜钙纳米纤维(CCTO NFs)对硅橡胶进行非线性电导率的改性,对改性硅橡胶和交联聚乙烯(XLPE)组成的双层介质界面进行了直流击穿特性试验,以改性硅橡胶以及界面的特性参数为控制条件对改性硅橡胶500 kV直流电缆接头进行了优化设计分析。研究表明,CCTO NFs大大提高了硅橡胶的电导率非线性系数,CCTO改性硅橡胶的直流击穿强度随CCTO NFs体积分数的增加而下降,增大界面压力和涂覆硅脂可提高双层介质界面的直流击穿性能;这种改性硅橡胶对500 k V直流电缆接头增强绝缘中的过高的电场强度和应力锥根部的界面切向电场具有显著的改善作用,可进一步缩小500 kV直流电缆接头的几何结构。研究结果为500 kV直流电缆接头的优化设计提供了有效的新方法。

关键词：钛酸铜钙改性硅橡胶直流电缆接头关键控制参数增强绝缘材料界面切向场强

高压电缆局部放电在线监测装置有效性测评方法研究及现场应用

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高电压技术 2023年第S1期49卷 17-23页

作者：袁建军欧阳本红夏荣王格刘松华中国电力科学研究院有限公司武汉分院武汉430074

局部放电在线监测作为一种有效的高压电缆线路状态监测手段已在电力系统中广泛应用。但该种监测装置的制造企业众多,性能与效用分散性大,至今国内外尚无有效性测评和专项功能综合评估方法。面向DL/T 2271《高压电缆局部放电在线监测系... 详细信息

局部放电在线监测作为一种有效的高压电缆线路状态监测手段已在电力系统中广泛应用。但该种监测装置的制造企业众多,性能与效用分散性大,至今国内外尚无有效性测评和专项功能综合评估方法。面向DL/T 2271《高压电缆局部放电在线监测系统技术规范》规定的7个专项功能及要求。为此提出一种高压电缆高频法局部放电在线监测装置有效性测评方法,建立现场有效性测评和综合评估方案,在运行现场实际测评了8类不同型号监测装置,并给出了功能测评和综合评估结果。通过有效性测评发现,8类局放在线监测装置功能表现参差不齐,装置性能与效用高低有别。开展局部放电在线监测装置现场有效性测评,是检验评价其对高压电缆系统具有内部放电特征的异常信号感知、检出和识别能力的必要技术手段,可支撑在线监测技术手段预期效用充分发挥,更好保障高压电缆及通道的本质安全。

关键词：高压电缆局部放电在线监测装置现场有效性测评

高压XLPE电缆缓冲层烧蚀故障机理分析与结构优化

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电力工程技术 2023年第3期42卷 242-249页

作者：冯尧赵鹏李文杰欧阳本红赵健康中国电力科学研究院有限公司湖北武汉430074

高压交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电缆缓冲层烧蚀故障频发,在行业内引起广泛关注。电缆结构优化有利于解决放电烧蚀问题,文中从缓冲层放电灼伤机理角度出发,建立电缆有限元模型进行电场仿真,分析讨论不同结构参数下气隙... 详细信息

高压交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电缆缓冲层烧蚀故障频发,在行业内引起广泛关注。电缆结构优化有利于解决放电烧蚀问题,文中从缓冲层放电灼伤机理角度出发,建立电缆有限元模型进行电场仿真,分析讨论不同结构参数下气隙电场分布的变化,并开展模拟试验对结构优化方案进行研究。结果表明:在满足电缆设计要求的前提下,减小缓冲层厚度、减小轧纹深度、增加金属套和缓冲层的挤压深度有利于减弱接触不良导致的气隙电场畸变;平滑铝套结构与缓冲层的接触电阻较小,在抑制缓冲层放电烧蚀故障方面具有优势。

关键词：电缆缓冲层放电灼伤电场分布交联聚乙烯(XLPE) 结构优化平滑铝套

不同改性聚丙烯电缆绝缘料的结构与性能对比分析

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电力工程技术 2022年第5期41卷 233-239页

作者：陈鸿赵健康黄凯文赵鹏欧阳本红刘首文中国电力科学研究院有限公司湖北武汉430074 国网湖北省电力有限公司湖北武汉430077

聚丙烯(PP)是一种环保型电缆绝缘料,具有较为良好的绝缘性能,且作为热塑性材料具有可回收等优点。但PP的韧性差,在低温下容易发生脆断,因此需要对其进行增韧改性。文中在PP中分别添加10%质量分数的乙烯-辛烯共聚弹性体(POE)和氢化苯乙烯... 详细信息

聚丙烯(PP)是一种环保型电缆绝缘料,具有较为良好的绝缘性能,且作为热塑性材料具有可回收等优点。但PP的韧性差,在低温下容易发生脆断,因此需要对其进行增韧改性。文中在PP中分别添加10%质量分数的乙烯-辛烯共聚弹性体(POE)和氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)弹性体制备共混改性试样,以PP为基体与乙烯(PE)在反应釜内合成共聚改性试样,并测试改性前后PP的结构、理化性能、机械性能和电气性能,发现改性后PP韧性、拉伸强度和断裂伸长率均提高,但熔融温度下降,介质损耗增加。对比2种改性PP可得,共聚改性PP起始熔融温度更高,在20~80℃下的交流击穿场强更高;共混改性PP的机械性能更优异,高温下的介质损耗更低。综合考虑,共聚改性方式可能更适用于对PP的增韧改性。

关键词：聚丙烯(PP) 共聚改性共混改性电气性能机械性能理化性能

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发电机定子绝缘剩余寿命评估参量的选择

高电压技术 2005年第1期31卷 30-32页

作者：欧阳本红刘丽兵江裕熬高乃奎西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049

为选择发电机定子绝缘剩余寿命评估的特征量,测量了运行23年的发电机定子线棒局部放电、tanδ和击穿电压等参量,分析了非破坏性参量与击穿电压的关系,并根据绝缘老化机理和过程,得出了tanδ、Δtanδ、S+k,S-k, Asy等5个特征参量。分... 详细信息

为选择发电机定子绝缘剩余寿命评估的特征量,测量了运行23年的发电机定子线棒局部放电、tanδ和击穿电压等参量,分析了非破坏性参量与击穿电压的关系,并根据绝缘老化机理和过程,得出了tanδ、Δtanδ、S+k,S-k, Asy等5个特征参量。分析发现第一主成分中上述参量的比重较大,证明它们能较好预测绝缘的老化状态。

关键词：大电机主绝缘寿命评估击穿电压主成分分析

高压XLPE电缆缓冲层状态模糊综合评估方法

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高压电器 2022年第6期58卷 137-143页

作者：周韫捷杨天宇周宏李文杰欧阳本红胡丽斌刘宏亮国网上海市电力公司电缆分公司上海200072 中国电力科学研究院有限公司武汉430074 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院南京211103 国网北京市电力有限公司电力科学研究院北京100075

针对高压XLPE电缆缓冲层烧蚀故障频发,缓冲层烧蚀影响因素较多,难以准确评估在运电缆缓冲层状态的情况,提出了一种缓冲层状态模糊综合评估方法。根据缓冲层烧蚀故障机理及带材特性,建立状态评估因子及评估分级标准。在此基础上,采用改... 详细信息

针对高压XLPE电缆缓冲层烧蚀故障频发,缓冲层烧蚀影响因素较多,难以准确评估在运电缆缓冲层状态的情况,提出了一种缓冲层状态模糊综合评估方法。根据缓冲层烧蚀故障机理及带材特性,建立状态评估因子及评估分级标准。在此基础上,采用改进层次分析方法确定评估因子的权重。采用模糊综合评价方法,计算缓冲层状态评估等级隶属度向量。根据最大隶属度原则确定最终评估结果。通过实例计算表明,该评估方法能够对缓冲层状态进行准确评估,有效降低人的主观因素影响,为制定在运高压XLPE电缆缓冲层状态运维管控措施提供了科学依据。

关键词：高压XLPE电缆缓冲层状态评估改进层次分析模糊综合评价