[电缆价格]基于微观电化学特性的XLPE电缆老化研

　　在实际操作中，电缆的绝缘受到电气，热，机械，环境和其他限制的影响。了研究微观特征和交联聚乙烯电缆（XLPE）110个千伏电热重分析然后脉冲被用来分析内部的110kV XLPE电缆的不同的绝缘层的老化机制，中间和外部操作23，14和20年。缘层老化的条件。空间电荷，分子化学结合和绝缘层的物理结构的分布的显微特性的变化进行比较的内部绝缘层，中，外和老化机制的老化特性绝缘层。

　　果表明，相对于所述层间绝缘层，由14.86％的增加电缆的内部和外部的绝缘层的空间电荷积累，活化能降低3.68 ％，陷阱增加，化学键断裂，分子链结构的氧化和破坏构成电缆的内部和外部绝缘。层老化过程的主要微观性能。据试验结果进行分析，操作缆线的初始阶段通过在厌氧条件下的聚乙烯的交联反应占主导地位，操作的电缆随后阶段被氧化降解有氧条件下占主导地位，从而可以指导网格中的操作。缆的维护和大修。[关键词] XLPE 110kV电缆;空间费用;活化能;微观特征中图分类号：TV73文献标识码：A产品货号：1009-914X（2016）30-0112-02。言80年代以来，电缆技术，无论在国内外，已迅速发展和对石油的传统电缆逐渐由交联电缆交联聚乙烯取代，由联合工艺制造 - 三层挤出。前者相比，后者具有优异的性能，例如无油，防火，安装和维护简单，以及优异的机械和电气性能。东江门供给桌面电网当前操作的高达107公里107千伏XLPE电缆，和老化由于电缆故障占32％，其次是只有38％的外部机械损伤;因此迫切需要了解电缆。龄化状态。实际操作中，电缆的绝缘在各种约束下老化，例如电，热，机械和环境。项研究可以表征绝缘及其演化的老化，以及电缆的使用寿命的老化机制和评价的启示的特征参数。本文中，一个脉冲电声分析，热重分析和傅里叶变换红外光谱来分析运行超过23年，14年，20年内绝缘层，中间和室外XLK的110kV电缆的老化。观性能如空间电荷的分布，分子化学键和层的材料结构的组合物，和内部的绝缘层，中间和外部的老化特性的差异的变化，是深入研究绝缘层老化机理。样品前处理经验的电脉冲测试已经选定实际使用了23年住友110K交联电缆14年实际操作的20年站。作为中心的电缆的铜芯的中心，沿所述电缆杆削减内部的样品，中间和外部电缆的成不同的具有厚度为0.5mm的交联聚乙烯运行条件。测试过程使用的电脉冲设备来测量空间电荷的样品câble.Les上部和下部电极的分布的半导体电极和铝电极分别形成，声耦合剂由硅油和恒温循环水浴组成，用于保证测试温度为20℃。度为30 kV / mm，振幅为纳秒脉冲源为1kV，脉冲宽度为10ns，电缆样品的空间电荷分布在20分钟时测量。果在图2中示出了电缆样品在绝缘层的内部，中心和外部位置的空间电荷的分布。1.在正电极的附近，相同极性的电荷的空间少量出现用于14年。品中央和外部电缆内缆线样品中已经使用了14年，内部和外部电缆样品使用了23年，其余20年都不同。空间的负荷。献研究显示，在聚合物中的空间电荷被链接到由聚合物中的电极和小分子杂质注入的电荷载流子，相同极性的空间从电荷载体充电由电极和相反极性的空间电荷源注入。小分子杂质中电离。此，内部电缆样品空间负载14年的分布主要受电极注入的电荷载流子的影响，其他电缆样品的空间电荷分布是受小分子杂质电离的影响。

　　了消除由样品的厚度差引起的，定量分析的电缆的空间电荷的样品和老化状态和样本位置之间的关系的差，并定义每单位体积的平均空间电荷累积，其中Q是绝对空间电荷。累量ρ（x）是样品的空间电荷密度，d是样品的厚度，S是电极的表面。20年平均和外部运行以及20年交替的绝缘样品平均空间电荷累积变化趋势与电荷密度峰值变化趋势一致的异空间和空间电荷异比较大的值，则表示空间电荷电缆和跨接电缆的分布主要受异空间电荷，并且在内部陷阱缺陷为主通过化学缺陷如小分子杂质。品电缆的羰基数量是变化从大到小：23岁为>14年待机>前20年，运行时间将增加绝缘层的老化程度的增加在实际的电缆通过氧气。样本内部空间和外部负载14和20岁以下介质堆积比中间层的越大，表明操作缆线的初始阶段集中在内层和外层;向外逐渐增大，表明电缆在操作的最后阶段有更多的物理和化学缺陷。对于相应的样品中，环23的外层的外部极性的电荷密度，环14的内部位置，和交替循环20是最高的，这表明化学结构在操作过程中出现来自电缆外层的聚乙烯。变以产生更多的小分子极性杂质。比于非极性大分子，极性小分子容易离子化以形成下高场强，从而改变在绝缘层中空间电荷的分布特征和积累小带电分子。14年的空间电荷密度isopolar有效电缆比应急光缆，这表明空间电荷同一厂家电缆的分布不仅关系到操作的状态高，但也工厂出口处电缆的微观结构。

　　
　　进的电缆技术和制造商的批处理系统有助于改善晶体层结构并减少电缆中剩余的化学杂质，如交联剂，从而改善特性空间电荷分配。重量测试程序使用德国的NETZSCH TG209减重分析仪，分析仪的平衡重通过标准熨斗进行校正。5mg测试样品置于具有分析天平的坩埚上，并将高纯度氮气瓶阀的出口压力设定为0.1MPa。氮气通过10分钟以在炉中提供氮气氛;测试温度为20至600℃，并在该炉中的温度以5℃/分钟，10℃/分钟，20℃/分钟分别增加，和样品的剩余质量为根据温度记录;调整。论随着时间的推移，以形成由在空气中加热或在惰性气氛中的热重曲线导致聚合物的热重重量（TG）分析测量的变化。通常用于计算活化能，矿用电缆并可在显微镜下反映化学键合点的聚合物。线性温度上升，非均相反应动力学方程的热稳定性：其中α是样品重量损失率，M0是样品的初始质量，M∞是剩余质量不能分解，m是时间t的样品残留质量，β是加热速率。应机理的作用，K（T）= Ae-Ea / RT表示阿伦尼乌斯速度常数。
　　Doyle近似[15]可以通过取基数10中的对数并替换x = Ea /（RT），然后结束来表示。制曲线lgβ~（1 / T）并且可以通过曲线的斜率计算活化能。EA。1和图2显示了不同电缆位置处的样品的活化能和通过调节和计算热重量损失曲线获得的曲线对。缆活化能需要23年，14年间，以及20的附加的中间样品比内部和外部的位置更高，这表明化学的能量在XLPE结合分子中间层较高，分子之间的关系较窄，热量不太可能发生。解反应具有更高的热稳定性。品的电缆23的活化能比14年测试电缆20电缆测试激活ans.Lénergie小至14岁的比电缆的更大更换20年，因为XLPE电缆是通电的。的老化因素如热的作用，聚乙烯大分子经受随机断链反应，产生活性自由基，基团也发生聚合，以形成更稳定的大分子。
　　作的电缆交联剂的作用下，电缆短周期（过氧化二异丙苯），聚合通过交联占优势，促进较高的交联聚乙烯大分子和完善了结晶层结构，因此，与20年的电缆样品相比，电缆样品的活化能量在全球范围内更高。联剂是由因子vieillissement.Lorsque操作时间的动作连续地分解和消耗达到一定值时，该交联剂是épuisé.A此时，绝缘反应主要是断开的链和在降解过程中，分子结构被破坏并且活化能被激活。此，23年的电缆样品的与操作的持续时间长的活化能比电缆14和电缆20的样品小。外，由于绳索的内层和外层具有与氧作为中间层接触的概率较高，自由基更容易的作用下经受氧气的降解氧气。此，使用23年，14年运行和20年备用的内部和外部位置样本。化能低于中间层中的样品的活化能。论和分析在需氧环境，聚乙烯分子进行电，热和氧的组合效果，以形成羰基自由基和过氧化自由基，这将继续相互作用下进行氧化反应与其他聚乙烯分子。性氧分子反应以形成小分子，例如羰基的量大，并且形成通过羧酸基团和过氧化ROOH·ROO，这可以如下表示的环氧化反应研究表明，过渡金属通过单一氧化反应产生催化氧化作用。是一种过渡金属，具有两种离子态Cu 和Cu2 。电缆迁移到交联聚乙烯的绝缘层，起着氧化剂，还原剂与羧酸ROOH反应，催化反应过程1○，加速小分子羰基形成和加速时绝缘层。氧的老化速度。电缆的制造过程中，应通过过渡金属尽可能避免污染或添加的添加剂，以减少铜芯金属的活性并限制其扩散率，延长了电缆寿命。于在其开始衰老的内部和外部的绝缘电缆的位置，氧的热降解反应是可能的催化高温和铜离子期间发生，稳定的网络结构降解导致大量的羰基和其他极性。子杂质，使测试样品内外层的活化能和热稳定性降低了14年。外，高场强度，小的极性分子羰内部和外部的电缆的在14多年经营受电离，形成小的带电分子，从而增加了电荷的积蓄材料的空间。于具有中心绝缘位置的电缆，在操作的初始阶段，在无氧条件下和高温下容易随意断开链条以产生自由基。交联剂的作用，绝缘层，提高了晶体层的结构的交联被提升，从而使电缆的14年的中间层的激活能很高。外，生产方法和配料系统的改进也将影响聚乙烯分子的交联和结晶，从而影响分子之间的活化能。献研究表明，具有严重老化的聚合物在表面上具有大的凹网状结构，并且分布有大量微孔[20]。电缆的后半部分，绝缘的内层和外层是年龄和外部因素，例如氧，电和高温的影响下分解成低分子量产物。理和化学结构的损坏加剧，并且在绝缘层中形成微孔。过外微孔通道和所述活性自由基，在绝缘层中积累双碳 - 碳键扩散到中间层外部的活性氧分子与活性氧分子反应。生一系列化学反应，产生大量的小分子杂质，如羰基。许多陷阱，因此空间电荷密度增加。论：XLPE电缆绝缘层的空间电荷积累和活化能的变化可以合理地解释电缆内，中，外绝缘层的老化过程。电缆服务的在厌氧条件下在初始调试，聚乙烯的分子交联反应占主导的和改进的分子结构，这有利于在需氧阶段，这加速了绝缘材料的老化的氧化降解。测试和热电脉冲的结果表明，相比于中间层，空间电荷的电缆增加内和外绝缘层，活化能降低，并且所述层的积累内外保温时代更加严重。试验方法的结果的分析表明，在制造过程中的电缆制造商和交联体系，抗氧化剂和其它测定系统影响分析的câble.Lors的绝缘层的微观结构必须详尽考虑微观特征，电缆生产过程和配料系统的影响。
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