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XLPE裂解产气的分子动力学模拟: 2024年; 交联聚乙烯(XLPE)电缆是城市输配电网络中的重要设备,对XLPE绝缘材料裂解机理的深入理解是提出有效故障评估和诊断方法的基本前提,近年来。通过气体产物对电缆进行状态诊断的思想广受关注,然而,现有研究仍未深入阐释影响XLPE绝缘的产气路径和机理。鉴于此,基于分子动力学模拟方法,从原子和自由基层面揭示了XLPE裂解及产气机理。首先基于蒙特卡洛法构建聚乙烯分子的初始几何模型。通过基于距离概率准则的聚乙烯交联算法,建立了具有高度化学合理性和现实物理意义的XLPE分子动力学几何模型。随后基于ReaxFF反应力场进行了分子动力学计算,并通过粒子追踪建立了XLPE裂解过程中特征气体产物生成的自由基链式反应路径。结果表明,氢气生成的自由基链式反应包含两步且为可逆反应;烃类气体分子及碳氧化物分子生成自由基链式反应均始于XLPE分子链C—C键断裂生成亚甲基端基,具体生成的产物类型由氧气和氢自由基的浓度决定。上述研究为理解XLPE电缆系统中的产气现象和从原子层面揭示XLPE固体电介质劣化及产气机理方面提供了借鉴。; 黄友聪郑钟楠林梓圻张莹袁豪孔佳民周凯; 关键词：分子动力学交联聚乙烯自由基反应

抗水树XLPE绝缘加速水老化特性研究: 2024年; 为探究湿式海缆在海水环境中长期运行时抗水树交联聚乙烯(XLPE)绝缘材料的水老化特性,对海底电缆开展了抗水树绝缘材料的加速水老化试验。通过步进应力法对绝缘样品水老化后的击穿特性进行测试,并在电缆样品经历加速水老化后评估其使用寿命结束阶段的剩余介电强度。测试结果表明,试验电缆的牌号为LH4201R抗水树绝缘料在加速水老化试验后通过了标准要求的击穿场强,该抗水树绝缘料适用于海上风电阵列电缆。; 单潜瑜赵远涛李培瑶周则威潘矗直; 关键词：击穿特性

高压XLPE电缆缓冲层缺陷研究现状综述: 2024年; 高压交联聚乙烯电缆因缓冲层缺陷引发的故障频发,已严重威胁到电力系统的安全运行。本文首先介绍了缓冲层的基本结构和作用,并在此基础上梳理了目前国内外对于缓冲层失效的相关研究;其次从缓冲层的材料特征和内部结构等角度结合电场仿真来分析缺陷发生的主要原因;之后对缓冲层缺陷中出现的白色粉末绝缘性能和理化特征进行总结,并提出其形成机理;最后对缓冲层缺陷的检测手段进行汇总,提出使用计算机断层成像技术对电缆缓冲层缺陷进行检测以弥补现有检测手段的不足,并建议对铝护套及缓冲层的材料或结构进行优化,以预防缓冲层缺陷的生成。; 邱玮章宇聪谢亿曹先慧刘维可胡俊李湘珺; 关键词：高压电缆交联聚乙烯计算机断层成像

基于太赫兹时域光谱的XLPE不同尺度缺陷研究: 2024年; 交联聚乙烯(XLPE)在生产、敷设、运行过程中会受到多种因素影响,产生不同尺度的结构缺陷,进而影响XLPE的电气性能。本文对XLPE电力电缆中常见的分子缺陷、聚集态结构缺陷与宏观气隙缺陷进行了重构,并结合X射线衍射测试(XRD)与太赫兹时域光谱(THz-TDS)的透射和反射模块对3种尺度的缺陷进行表征。结果表明:太赫兹时域光谱的电压幅值、相位信息分别表现出关于极性分子与聚集态结构变化的敏感特性;通过太赫兹时域光谱透射与反射模块的联用技术,可精准识别并计算出内部气隙缺陷的位置及尺寸,实现对不同尺度缺陷的无损检测。; 廉泽李新禹俞华冯阳李盛涛; 关键词：交联聚乙烯太赫兹时域光谱无损检测

不同热老化条件下XLPE热性能变化研究: 2024年; 以商用110kV交联聚乙烯为研究对象,观察其在160℃热老化及冷热循环老化条件下的结晶形态、分子结构变化。采用热失重(thermogravimtric analyzer, TGA)、XRD(X-ray diffraction)、DSC(Differential Scanning Calorimetry)测试手段,分别对不同老化条件下交联聚乙烯的结晶度、热分解行为及热学性能变化进行表征。结果表明:交联聚乙烯的晶体劣化程度与热性能劣化规律基本一致,但冷热循环老化条件下的交联聚乙烯相较于160℃热老化条件下的试样,劣化持续时间更长、相同老化时间下劣化程度更小,归因于冷却阶段中交联聚乙烯在初始升温阶段经历再交联过程后,在降温阶段经历重结晶过程。; 王珏徐磊冯浩; 关键词：交联聚乙烯热老化热学性能分子结构

水树尺寸对XLPE电缆电场分布的影响分析: 2024年; 以110 kV交联聚乙烯电缆为研究对象,利用有限元法开展了水树尺寸对电缆电场分布影响的仿真分析。分别对开口型水树中的内导型水树和外导型水树进行建模,将水树的形态等效为椭圆模型,通过仿真结果分析了不同水树类型和不同水树尺寸下的电场分布情况。结果表明,水树末梢电场畸变最严重,且在相同水树尺寸下内导型水树危害大于外导型水树。; 陈俊豪叶刚杨静语常航瑞黄浩; 关键词：电缆水树电场畸变

基于电磁-热耦合的XLPE电缆缺陷暂态温度分布研究: 2024年; 针对10 kV电缆常见的3种缺陷,本文建立了三维电缆缺陷模型并进行电磁-热耦合温度场分析,研究3种缺陷电缆的暂态温度模型,分析不同工作电流与不同敷设条件对3种缺陷电缆温度的影响。结果表明:缺陷对电缆的危害从大到小排序依次为金属尖端缺陷、气隙缺陷、划痕缺陷;在相同载流量的情况下,金属尖端缺陷处温度高于其他两种缺陷处温度;确定了电缆在出现缺陷时隧道敷设的散热效果最好;无缺陷试样电缆内部温度从线芯至外护套沿径向逐渐降低,在缺陷的作用下电缆内部温度场发生畸变;缺陷电缆线芯温度与外护套温度的拟合系数、电缆缺陷处温度与电缆线芯温度的拟合系数均接近1。仿真拟合结果为电缆缺陷的判断与识别提供了理论支撑。; 陈新岗宋欣马志鹏谭世耀范益杰李宁一黄宇杨邹政廷; 关键词：敷设方式有限元分析

PP与XLPE电缆绝缘与附件界面涂敷料相容性研究: 2024年; 在电缆附件中,电缆本体绝缘与附件绝缘界面处会涂敷电缆用绝缘油,以增强电缆附件界面之间的密封性和电气绝缘性能。为了考察电缆本体绝缘与绝缘油的相容性及适用性,本文对PP、XLPE在25、75℃下对3种典型绝缘油(硅油、硅脂、聚异丁烯)的吸附相容性进行研究。结果表明:受分子结构的影响,PP和XLPE对硅油和硅脂的吸附能力有限,而极易吸附聚异丁烯,造成质量的显著增加;PP与硅脂配合具有最佳的性能,可使PP的力学性能与电气强度提升;而XLPE在硅油与硅脂中展现接近的材料性能,其中硅脂浸渍老化后保持较好的力学性能,而硅油浸渍老化后则保持较好的绝缘性能。通过分析发现,适量的吸附一定程度上提高了表面粗糙度并填补了绝缘内部缺陷,提升了材料的绝缘性能。通过研究不同种类的涂敷料在不同温度下对主绝缘材料的影响,得到了绝缘介质与电缆主绝缘的适配性结果,可为规范电缆终端绝缘油的选择、提高电缆终端的运行可靠性提供参考。; 田正兵王鑫魁罗赵睿白晓烨张浩吴春磊梁栋祝曦; 关键词：浸渍试验理化性能电气性能

XLPE电缆绝缘片晶周期性结构演变及其对电性能的影响: 2024年; 为了研究长期高温条件下高压直流电缆交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)绝缘片晶周期性结构演变对直流绝缘特性的影响,将500 kV直流XLPE电缆绝缘层的薄片试样置于135℃条件下加速热老化。采用小角X射线散射(small angle X-ray scattering,SAXS)和差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)分析热老化对组成球晶的片晶/无定形区过渡界面、片晶和片晶长周期结构的影响。同时,分析XLPE直流电导特性和击穿强度的变化。实验结果表明:片晶/无定形区界面厚度、片晶厚度、片晶长周期尺寸随着老化的进行先略微增大后逐渐减小,在老化336 h时出现最大值,这与电荷注入阈值场强和直流击穿强度具有相似的变化规律,而与载流子迁移率变化和片晶间无定形区尺寸的变化相反。基于陷阱控制的阈值场强变化和自由体积击穿理论,分析片晶周期性结构变化对直流击穿强度的影响。综合分析可知,经过短时间热老化有助于改善XLPE的片晶周期性结构,从而提升直流击穿强度。; 周士贻门业堃刘博及洪泉陈道远高建李建英; 关键词：交联聚乙烯

高压XLPE电缆缓冲层故障机理与检测技术研究: 2024年; 高压XLPE电缆缓冲层故障频发,严重影响电缆安全运行,引起了广泛关注。根据缓冲层烧蚀故障特征,分析了高压XLPE电缆缓冲层电场特性并进行了初步仿真研究,得出局部放电是导致缓冲层故障的直接原因。提出了几种理论上可行的缓冲层故障检测方法并进行了简单验证,其有效性还待后续进一步试验与研究。; 张斌斌王平羽; 关键词：高压XLPE电缆缓冲层故障机理电场分布局部放电

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