交聯(lián)聚乙烯電力電纜剩余壽命預(yù)測(cè)研究.pdf

1、XLPE電力電纜自問(wèn)世以來(lái),憑借著自身優(yōu)良的電氣性能和機(jī)械性能逐漸地取代了傳統(tǒng)的充油電纜和油浸紙電纜,從而被廣泛地應(yīng)用于城市配電網(wǎng)中,并且逐步應(yīng)用到高壓和超高壓電網(wǎng)中。隨著XLPE電力電纜在電網(wǎng)中的普及,電纜在運(yùn)行中由于絕緣老化導(dǎo)致的故障也引發(fā)了人們的高度關(guān)注。為了定期了解電纜的運(yùn)行狀態(tài)與預(yù)防事故的發(fā)生,運(yùn)行部門采取了定期檢測(cè)維修與到期更換的措施。這種傳統(tǒng)的措施不能夠從根本上預(yù)防電纜絕緣老化導(dǎo)致的故障,同時(shí)還會(huì)帶來(lái)巨大的人力與物力資源的

2、浪費(fèi)。如果能夠及時(shí)地了解XLPE電力電纜性能的變化情況,掌握電纜的剩余壽命,不僅可以避免定期檢測(cè)維修與到期更換的盲目性造成的資源浪費(fèi),而且還可以從根本上預(yù)防絕緣老化導(dǎo)致的故障。因此,開展XLPE電力電纜剩余壽命預(yù)測(cè)的研究具有重要的實(shí)用意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文在廣泛收集國(guó)內(nèi)外資料的基礎(chǔ)上,首先針對(duì)XLPE電力電纜實(shí)際的運(yùn)行情況,對(duì)XLPE電力電纜的結(jié)構(gòu)、性能要求、常見的失效形式進(jìn)行了全面深入的分析;指出了絕緣老化是影響電纜正常使用

3、壽命的關(guān)鍵因素;從化學(xué)反應(yīng)速率理論的角度闡明了溫度是影響XLPE電力電纜絕緣老化的主要因素;闡述了XLPE電力電纜剩余壽命預(yù)測(cè)的側(cè)重點(diǎn)以及預(yù)測(cè)要解決的關(guān)鍵問(wèn)題和相應(yīng)的解決辦法。
　　介紹了GM(1,1)灰色預(yù)測(cè)模型、威布爾分布模型、熱降解動(dòng)力學(xué)模型(一階熱降解動(dòng)力學(xué)模型和二階熱降解動(dòng)力學(xué)模型),指出了這些模型各自的優(yōu)缺點(diǎn);針對(duì)模型的優(yōu)缺點(diǎn),結(jié)合交聯(lián)聚乙烯熱降解的特點(diǎn)確定了二階熱降解動(dòng)力學(xué)模型為XLPE電力電纜剩余壽命預(yù)測(cè)的模型;針

4、對(duì)二階熱降解動(dòng)力學(xué)模型不能在現(xiàn)有條件的基礎(chǔ)上直接用來(lái)預(yù)測(cè)XLPE電力電纜剩余壽命的問(wèn)題,引入了時(shí)溫等效原理;從理論角度出發(fā),利用時(shí)溫等效原理論證交聯(lián)聚乙烯高溫加速老化與正常運(yùn)行溫度的老化機(jī)理存在一致性,在此基礎(chǔ)上完成了基于時(shí)溫等效原理和二階熱降解動(dòng)力學(xué)模型的XLPE電力電纜剩余壽命預(yù)測(cè)模型的構(gòu)建。
　　最后充分利用現(xiàn)有高溫加速老化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過(guò)在時(shí)溫等效原理和二階熱降解動(dòng)力學(xué)模型基礎(chǔ)上構(gòu)建的XLPE電力電纜剩余壽命預(yù)測(cè)模型完成了X