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Influence of thermal ageing on high-field polarisation characteristics and conductivity behaviour of submarine polymeric cables insulation

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High Voltage 2023年第1期8卷 138-148页

作者： xize dai Jian Hao Gian Carlo Montanari Zheng Jian Ruijin Liao Xinlong Zheng State Key Laboratory of Power Transmission Equipment&System Security and New Technology Chongqing UniversityChongqingChina Department of Energy Aalborg UniversityAalborgDenmark Center for Advanced Power Systems Florida State UniversityTallahasseeFloridaUSA Shinan Power Supply Branch Company of State Grid Chongqing Electric Power Company NananChina Zhoushan Power Supply Branch Company of State Grid Zhejiang Electric Power Company ZhoushanChina

Diagnosing insulation intrinsic ageing is essential for preventing insulation failure of submarine cables,and in case of failure,helping in any decision about maintenance actions.In this study,a novel aged cable diagnosis approach based on high-voltage frequency domain spectroscopy(HV-FDS)with broader frequency width is proposed to analyse the high-field polarisation characteristics and conductivity behaviour of 500 kV submarine polymeric cables insulation,aiming to support the evaluation of overall insulation ageing.The measurement principle of HV-FDS and relaxation mechanism are stated,and then focus is on studying the extent of change of polarisation and conduction properties of submarine cables insulation as a function of ageing stress and time.Moreover,the high-field polarisation characteristics and conductivity behaviour are discussed in-depth based on the carrier transport and trap properties.Finally,the novel diagnostic indicator based on the high-field characteristics is extracted to quantify the thermal ageing state of submarine cables insulation.Results show that the high-field polarisation characteristics and conductivity behaviour seem to become sensitive diagnostic quantities if measured at reasonably high voltage,which are able to reveal mechanisms associated with thermo-oxidative ageing as that generated in the testing procedure considered in this paper.Sensitivity is considerably higher than that experienced in typical dielectric spectroscopy approaches.

关键词： behaviour insulation characteristics

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High-voltage frequency domain spectroscopy analysis of a thermally aged XLPE submarine cable under continuous and cyclic voltage based on carrier transport and polarisation characteristics

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High Voltage 2022年第3期7卷 473-482页

作者： xize dai Jian Hao Zheng Jian Ruijin Liao Xinlong Zheng Yiyi Zhang State Key Laboratory of Power Transmission Equipment&System Security and New Technology Chongqing UniversityChongqingChina State Grid Zhejiang Electric Power Supply Company ZhoushanChina School of Electrical Engineering Guangxi UniversityNanningChina

In order to ensure the safe operation of submarine cables,it is of great significance to analyse the insulation state of submarine cables from the perspectives of microstructure,carrier transport characteristics and macroscopic dielectric properties.In this study,based on the high-voltage frequency domain spectroscopy(HV-FDS)measurement system,HV-FDS experiments of fresh and thermally aged submarine cables were carried out under continuous(0.5,2,4 and 10 kV)and cyclic(2-10-2 kV)applied alternating voltages.Then,combining the changes of the microstructure structure of cross-linked poly-ethylene(XLPE)insulation,the aggregate structure deterioration model of XLPE was proposed to discuss the physical mechanism of HV-FDS characteristics of submarine cables under different voltages and insulation states.Results show that the HV-FDS characteristics of submarine cables have significant voltage dependence under contin-uous voltage excitation.The HV-FDS of submarine cables show memory characteristics under cyclic voltage excitation.Compared with the fresh submarine cable,the thermally aged submarine cable shows more significant voltage dependence and memory charac-teristics of HV-FDS.The memory characteristics of HV-FDS are mainly determined by the carriers transport and the interfacial polarisation caused by the accumulation of polar particles at the electrode/dielectric interface.This study covers the correlation mecha-nism among the microstructure,carrier transport and macroscopic HV-FDS properties of submarine cable insulation,which lays a foundation for further research and condition evaluation of submarine cables.

关键词： submarine characteristics transport

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基于高压频域介电响应的交流500kV交联聚乙烯海缆绝缘老化状态检测与分析

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电网技术 2021年第10期45卷 4172-4180页

作者：郝建戴锡泽高震简政郑新龙彭维龙输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044 国网浙江省电力有限公司舟山供电公司浙江省舟山市316021

开展海缆绝缘性能劣化状态检测与评估是保障其安全稳定运行的重要手段。该文搭建高压频域介电响应测量平台,基于此测试分析500kV交联聚乙烯(crosslinked polyethylene,XLPE)新海缆和电热老化海缆的高压频域介电响应特性变化规律,并结合D... 详细信息

开展海缆绝缘性能劣化状态检测与评估是保障其安全稳定运行的重要手段。该文搭建高压频域介电响应测量平台,基于此测试分析500kV交联聚乙烯(crosslinked polyethylene,XLPE)新海缆和电热老化海缆的高压频域介电响应特性变化规律,并结合Dissado-Hill QDC模型对海缆高压频域介电特性变化机制进行了分析。结果表明:与新海缆相比,电热老化海缆XLPE材料的晶面间距更大,簇间极化更强,这导致同等测量电压下电热老化海缆的电容和介损值更大,其频域介电曲线随测量电压升高呈现更为明显的分层现象;电热老化海缆的介质损耗标量变化幅度平均值较小,介质损耗标量变化幅度平均值可作为海缆老化状态的表征参量,该文结果为超高压海缆绝缘老化状态检测提供了借鉴。

关键词： XLPE海缆高压频域介电响应微观特性老化状态检测 Dissado-Hill QDC模型

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交流500kV交联聚乙烯海缆主绝缘介质的频域介电及击穿特性研究

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绝缘材料 2020年第11期53卷 50-58页

作者：戴锡泽郝建刘智谦高震李捍平郑新龙重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044 南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102 国网浙江省电力有限公司舟山供电公司浙江舟山316021

为了研究热老化对500 kV XLPE海缆绝缘材料相关性能的影响,首先将AC 500 kV XLPE海缆主绝缘材料在170℃下进行恒温热老化,对不同热老化时间的XLPE海缆主绝缘材料进行FTIR测试分析;然后,对不同热老化时间的XLPE海缆主绝缘材料进行频域介... 详细信息

为了研究热老化对500 kV XLPE海缆绝缘材料相关性能的影响,首先将AC 500 kV XLPE海缆主绝缘材料在170℃下进行恒温热老化,对不同热老化时间的XLPE海缆主绝缘材料进行FTIR测试分析;然后,对不同热老化时间的XLPE海缆主绝缘材料进行频域介电特性测试,并利用修正Cole-Cole模型分析热老化时间和测试温度对其频域介电特性的影响规律;最后,对不同热老化时间和温度下的XLPE海缆主绝缘材料进行工频击穿测试。结果表明:热老化对XLPE海缆主绝缘材料内部微观结构影响显著,引起XLPE羰基指数的增加。随热老化时间增加和温度升高,XLPE材料的低频区相对介电常数、体积电导率和介质损耗均升高。热老化时间和温度对修正Cole-Cole模型中6个频域介电特征量影响显著,分别是高频介电常数εhf、直流电导率σdc、α驰豫过程极化值χα、α驰豫过程时间常数τα、跳跃电导率σho和跳跃电导率参数γ。与新样品相比,热老化48、120、168、336 h的XLPE海缆主绝缘材料工频电气强度下降率分别为5.7%、38.7%、53.7%、59.1%;但随温度升高,XLPE材料的工频电气强度先稍微升高后快速下降,出现快速下降的阈值温度约为70℃。

关键词： XLPE海缆热老化频域介电特性 Cole-Cole模型介电特征量工频击穿

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交流500 kV XLPE海缆绝缘材料在电-热联合应力下的工频击穿特性与寿命模型

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绝缘材料 2021年第2期54卷 92-100页

作者：刘智谦戴锡泽郝建高震李捍平郑新龙重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044 南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102 国网浙江省电力有限公司舟山供电公司浙江舟山316021

为深入掌握交流500 kV交联聚乙烯(XLPE)海缆绝缘材料在电-热应力下的工频击穿特性并建立电-热联合寿命模型,本研究首先对500 kV海缆主绝缘进行25、40、55、70℃步进应力下的电-热联合绝缘击穿试验,对电气强度和耐压时间进行Weibull统计... 详细信息

为深入掌握交流500 kV交联聚乙烯(XLPE)海缆绝缘材料在电-热应力下的工频击穿特性并建立电-热联合寿命模型,本研究首先对500 kV海缆主绝缘进行25、40、55、70℃步进应力下的电-热联合绝缘击穿试验,对电气强度和耐压时间进行Weibull统计分析,获得不同温度下等效电气强度和等效耐压时间的变化规律。然后,通过多元线性回归建立FALLOU、SIMONI和CRINE模型并进行误差分析。最后,研究构建适用于该交流500 kV XLPE材料的E-T耦合参数模型。结果表明:在相同温度下,随着每级电压持续时间的增加,等效电气强度逐渐降低;在每级电压持续时间相同时,随着温度的升高,等效电气强度和电压持续时间均呈现先上升后下降的趋势。对电-热联合老化模型的分析表明,3种模型拟合误差较大,拟合优度不满足精度要求。本研究通过利用逐步回归计算电-热变量与寿命的显著性与相关性,获得改进的电-热联合老化寿命模型,误差分析显示改进模型具有较好的拟合精度。

关键词：海底电缆交联聚乙烯步进应力绝缘性能电-热联合绝缘寿命模型

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文化复兴的困局与出路——从“内圣开新”到“公共儒学”

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徐州工程学院学报（社会科学版） 2014年第2期29卷 14-23页

作者：戴荣里中国人民大学哲学院北京100872

为了破解近代以降中华民族面对的文化困局,国人提出了不少解决方案,而内圣开新是主流思路,并成为现代古典学的主流范式。最近,学者邓曦泽对内圣开新思路进行了严格、尖锐的批评,并提出了超越性方案——公共儒学。公共儒学运用"问题+方法... 详细信息

为了破解近代以降中华民族面对的文化困局,国人提出了不少解决方案,而内圣开新是主流思路,并成为现代古典学的主流范式。最近,学者邓曦泽对内圣开新思路进行了严格、尖锐的批评,并提出了超越性方案——公共儒学。公共儒学运用"问题+方法+效用"的基本方法论,从公共交往角度论证了历史文化的价值,即以儒学为主的历史文化之重要价值乃是作为古今一贯的思想共源与公共交往平台,促进公共交往,以之为基础,可以得出文化复兴的操作性方案,因此,它是有效的。

关键词：文化复兴内圣开新公共儒学有效性

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