xlpe电缆剩余寿命评估方法探讨

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1、油田、矿山、电力设备管理与技术ChinaScience&Technology0verviewXLPE电缆剩余寿命评估方法探讨薄霖徐飞张剑彪(太原供电公司，山西太原030024)【摘要】由于运行环境恶劣，电缆在运行过程中会受到外力作用引起绝缘老化，威胁着其使用寿命及电网供电的安全与稳定。本文先浅析xLPE电缆老化机理，着重分析了电缆剩余寿命评估的方法在实际中的应用，给出了预防电缆老化的几种措施。【关键词】绝缘老化供电可靠性XLPE％}~剩余寿命随着城市电网改革和厂矿企业对供电的需求，电缆在电力系统电缆绝缘层中的突起及杂质会形成局部高场强引发电树枝。电中得以广泛应

2、用，它对供电可靠性和稳定性起到至关重要作用⋯。电树枝的引发与生长过程具有随机性。电树枝化严重制约着电缆运行缆在运行过程中，容易受到电、热、机械等因素作用，在电缆内部引寿命与安全I6J。发水树枝和电树枝效应，造成电缆绝缘老化，缩短电缆使用寿命[21。2XLPE电缆剩余寿命评估因此，为保证供电可靠与稳定，避免因电缆绝缘老化而引发的事故，国内外学者在电缆绝缘老化方面做了很多工作，提出了直流泄亟需找到一种方法对电缆剩余寿命进行评估。露电流法、残留电荷法等非在线方法，以及低频叠加法、介质损耗法1电缆老化机理等在线方法[7】。本文从电缆老化机理人手，阐述了直流泄露电流等方

3、电缆绝缘老化的原因是多方面的，现分析水树枝老化和电树枝法在对电缆剩余寿命预测中的应用，给出了预防电缆老化的相关措老化。施。1．1水树枝老化原理2．1直流泄露电流法早期生产技术有限，加之运行环境影响，XLPE电缆绝缘层容易直流泄露电流法是在接地电压互感器的中性点叠加低压直流受到各种缺陷及杂质影响，从而产生局部强电场，最终发展成水树电源，测量电缆绝缘层的直流电流，获得电缆运行时的绝缘电阻[8】枝现象。水树枝主要使电缆绝缘介质损耗增大，引起电缆绝缘老化，直流泄露电流法原理图如(图1)所示。甚至导致供电事故发生[5】。在长期经验基础上，可将XLPE电缆寿命法则表述为：

4、1．2电树枝老化原理Et=恒定(1)式中E一电缆施加电压；卜电缆寿命；N一时间指数与机理和绝缘介质有关。负茼倒(测定端)实验样品为：10kVXPLE电缆，截面积为50mm，其寿命30年，已运行10年。在其运行1O年后，其剩余寿命并不是使用寿命减去运行年限，受到绝缘材料与破坏机理的影响，剩余寿命大为缩短，为及时对损害的电缆进行更换，提供了重要的理论依据。2．2介质损耗角正切法XLPE电缆绝缘介质的高低水平很大程度上受到水树枝的生长影响。因此，tan6能很好的体现电缆绝缘水平的高低。介质损耗角正切法测量原理如(图2)所示。实验样品：10kVXPLE电缆，截面积为5

5、0ram，其寿命30年，已运行10年。考虑电源与水温因素，进行试验。XLPE电缆损耗因素取图1直流叠加法原理决于电树枝的平均生长态势，因此，lOkV电缆寿命方程为：tanf,-tanfit=—an6tan(2)t一6、＼}===商配电线．式中，L一电缆预测寿命；T一电缆运行时间；tan6一故障临界时刻损耗因素值；tan61-一电缆正常运行损耗因素值；tan6_电缆运行时测量损耗因素值。依据式(2)可计算出10kVXLPE电缆使用寿命，减去电缆已经运行的时间，可得出当前电缆剩余寿命。3电老化预防预防电缆绝缘老化，要从电缆结构、材料选择、制造及敷设与检验等方面人手

6、。在结构措施方面，可采用良好的防水结构，同时添加由橡胶等组成的护层；在材料选择和制造工艺方面，可采用均质导电混合物图2介质损耗角正切法测量原理⋯⋯下转第l96页作者简介：薄霖(1988一)，男，山西平遥人，本科学历。1942014年1月上第l期总第181期油田、矿山、电力设备管理与技术ChinaScience&TechnologyOverview伸展，弹簧力推动悬挂液压缸活塞和液动压板向液缸底部运动，电(1)螺纹处的拉应力缆松开；此时，密封液缸内的电缆也处于敞开状态。按上述操作可实由式a：4KF／dZ得现对测井电缆的快速悬挂和松开，有效降低电缆损坏的可能性。M

7、10螺栓：o=195．5MPa；M12螺栓：o=201．1MPa(2)螺纹处的切应力2主要部件的技术参数设计与强度分析由式T=KK1Fd。／o．2dl3Z得压板液缸为单作用弹簧复位液压缸，液压缸额定压力为MIO螺栓的T=112．8MPa；M12螺栓的T=115．3MPa25Mpa，液压缸内径为50ram。(3)合应力2．1缸筒壁厚计算由=√+3r得一当3．2≤AL÷6≤16时，按中等壁厚计算，材料选用45号钢M10螺栓：0n=276．4MPa；M12螺栓on=283．4MPa由式5-面研Py0AI：6．1因[O-n】=os／n=360／1．25=288MPa故

8、M10、M12两种螺栓皆符合设计要求，