摘要：局部放电不仅是电气设备绝缘性能下降的标志，也是绝缘劣化的决定因素。此，局部放电检测可以有效地检测潜在放电缺陷，从而提高电力系统的安全性和可靠性。本研究中，将热老化处理后具有缺陷的10kV XLPE高压电缆用作进行针电极实验的样品，并通过检测系统收集电缆的局部放电信号。UHF局部放电以获得不同的缺陷。
气分支的发展，绝缘的老化和电缆样品的局部放电之间的关系。枝;交联聚乙烯;局部放电;高压直流电;热老化随着城市和现代工业的快速发展，各种类型的电缆越来越多地被使用。联聚乙烯（XLPE）电缆由于其良好的电性能，机械性能，绝缘性能和耐热性而广泛用于高压和超高压电路中。此，研究XLPE电缆的绝缘失效特性具有重要意义，对于确保传动系统的安全性和可靠性具有重要意义。多国内外专家和专家[1]普遍认为，XLPE电缆绝缘层的退化主要是由于电缆绝缘层中形成的小绝缘表面，导致电场分布不均匀。局部场强高，最后绝缘中断。于制造过程中，绝缘支撑内部的机械损伤和其他因素，会产生微小的空气空隙，峰值等缺陷，导致支撑内部场强变形绝缘[2]，使局部电场的强度大于支撑的击穿场强度。成局部电场浓度并最终发生局部放电。初始阶段，短暂的局部放电不会对设备产生严重影响，但由于电缆持续时间长，随着绝缘老化，局部放电频率增加，并形成XLPE电缆绝缘层。部电场的集中区域。隙逐渐发展成丝状电腐蚀通道并具有树枝状结构，即电分支[3]。高压电缆中，局部放电促进了电气分支的生长，最终导致绝缘失效甚至事故。年来，高压直流输电技术不断发展，长距离直流输电逐渐成为主导趋势。替代电压下，局部放电的风险在电缆绝缘降级期间是众所周知的。似地，在XLPE电缆DC的操作期间，绝缘材料的电导率随着温度梯度和直流电场中空间电荷的累积而变化，这也导致电场的失真。绝缘层内绝缘老化[4]。此，大量的局部放电可能表明电缆在绝缘和绝缘损坏方面具有明显的弱点。此证明局部放电是绝缘层的电断裂的起点，因此非常有必要在DC电压的激励下检测介质的局部放电。
验系统实验的设计思想主要源于电缆在实际运行中老化的原因。着操作时间的增加，绝缘层在长时间暴露于较高温度时会加速其老化。据电缆的实际工作环境，首先对具有不同缺陷水平的XLPE电缆样品进行热老化处理，然后设计相应的直流高压测试经验用于测试。过针尖模拟电场应力的集中，并模拟介质的内部缺陷以及电分支的发展。验系统如图1所示。实验中，使用完整的无故障处理电缆芯和电缆中间具有不同故障程度的两组导体作为三组对照组。[5]。化时间节点被计为时间节点，以获得具有10个不同老化时间的XLPE电缆。板的电气验证实验已经使用这些不同的电缆盒进行。设计之前，将10 kV XLPE电缆的芯从诸如编织物的保护层剥离，并将其置于高炉中以加速超过其正常操作温度的加速热老化。体分别暴露在三组热老化电缆和切割电缆的末端。skd11不锈钢针并沿电缆径向插入XLPE电缆绝缘层，以模拟针尖的局部放电。切割的电缆样品置于填充有硅酮的容器中，
矿用电缆然后将针尖插入样品中以模拟绝缘失效，并将高连续场强施加到样品的一端。引起局部电场的局部放电。过局部放电检测装置检测电分支的发展，以检测局部放电信号的特征值作为测试的最终条件，并且终止实验的操作。实验中，通过UHF检测方法检测局部放电信号，将实验数据传输到系统平台进行比较，同时分析XLPE电缆的隔离状态。
助局部出院信息。析与讨论局部放电脉冲波形与连续高压老化时间的关系实验样品电分支开发过程中，电缆老化时间和趋势数据通过检测局部放电信号获得电分支的生长。实验中测量的局部放电脉冲信号示于图3中。2.在绝缘层故障时，如果DC电压已被加压到击穿电压并且初始放电负载已累积到一定程度，则发生局部放电现象。[6]。于局部放电的初始放电电荷需要逐渐累积过程，因为绝缘故障的不断发展，击穿电压也会发生变化，因此局部放电时间间隔直流电压与放电的大小不同。示出了DC电压电缆的绝缘的局部放电不是连续放电过程并且放电现象是分散的。图2中可以看出，放电频率逐渐增加，并且放电幅度也在一定程度上增加，表明电缆绝缘故障变得更加明显。此，实时监测电缆的局部放电对于检测电缆绝缘的热老化是非常必要的。始放电电压和电缆老化时间之间的关系随着热老化时间的增加而增加，总放电电压的大小也是如此。分支的引发和发展伴随着局部放电现象。实验中，计算了不同热老化时间下电气支路的初始局部放电电压，并研究了热老化持续时间对直流支路的影响。
老化时间与感应电分支的初始电压值之间的关系在图4中示出。3显示在0-500小时期间，初始放电电压随时间降低。于XLPE的结晶度在初始高温热裂解期间增加，因此分子链的结合强度增强，因此在该阶段不太可能发生放电现象。而，随着热老化时间的增加，最初分离的分子迅速与氧原子结合形成大量极性分子，这导致放电电压的快速增加。较三组样品的实验结果，电缆的极浅表面缺陷在热老化过程中不会对电缆造成严重损坏，并且所有电缆的树枝状电极放电不大受影响的相对于无缺陷的电缆。
响较小。三组实验数据清楚地表明，随着老化时间的增加，缺陷较深的电缆的初始放电电压逐渐增大，上升趋势变大，表明更深的缺陷对电缆老化有更大的影响。进初始放电期间场强和电分流之间的关系通常用于表征测试和使用期间绝缘材料的状况和质量。联聚乙烯的拉伸强度受热老化的强烈影响。着热老化时间的增加，电缆本身的绝缘状态逐渐降低。验中的现象是，当未涂覆的电缆直接进行电动轴试验时，可能会发生长时间不放电。具有4个老化时间的电缆上进行10次电连接实验后，获得在实验后100分钟内可以放电的放电次数，即在不同老化持续时间下的放电频率。10个经验中。1显示了交联聚乙烯的拉伸强度与老化时间之间的关系。1显示，未老化电缆的击穿场强约为1014.12 kV / mm。第一次老化周期后，击穿力明显降至845.11 kV / mm，即减少了16％。化周期后，断裂强度下降21％至802.85 kV / mm，在第四次老化时，最小断裂强度为507.06 kV / mm，或50％退化领域的初始力量。
此，随着热老化时间增加，
矿用电缆由电缆的电分支产生的条件减少，即，引起局部放电所需的电场强度减小，并且频率放电也逐渐增加。着电缆使用时间的延长，事故的条件逐渐减少，因此有必要进行各种测试以确保电网的安全。论本研究结合现有的热分支和电气工业实验平台，通过分支过程中产生的局部放电检测系统，分析XLPE电力电缆绝缘中的热老化和电枝晶。电动轴的增长。
树枝电控实验条件下，分析了缺陷类型，热老化持续时间对电支路起始时间和放电信号的影响，得出以下结论。得了。着时间的增加，电缆的绝缘性能逐渐降低。不同断层下的热老化实验中，发现较浅和无缺陷组的电缆损耗差别不大，而较深缺陷样品的绝缘性能迅速下降。以看出，热老化促进了电缆的电分支的引发。着缺陷变得更糟，绝缘层更可能产生电分支并且局部放电信号也增加。陷较大的电缆样品组初始放电电压始终高于对照电缆，最高偏差为12.1 mV，比对照电缆高23.5％。组无缺陷的样品。比较初始放电时间时，发现局部放电发生在最大缺陷样本中较早，并且最大偏差比对照组早11分钟。以看出，绝缘层的缺陷对电缆的正常工作有很大影响。陷越深，电缆的绝缘层越可能引起问题。验表明，根据电缆绝缘层枝晶放电的特性分析，可以更好地评估电缆绝缘的退化程度。此，快速检测和检测电缆绝缘故障对提高电源的安全性和可靠性具有重要意义。
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