【正文】 品規(guī)定的溫度與時(shí)間進(jìn)行加速熱老化。主要研究了以下幾方面內(nèi)容 : (1)在閱讀和分析大量文獻(xiàn)資料后，對(duì)現(xiàn)有低壓電纜狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了歸納和比較。并選出合適的研究方法和儀器來(lái)對(duì)電纜進(jìn)行系統(tǒng)的研究。試樣間的距離應(yīng)為 15~20mm，其與烘箱之間的距離應(yīng)不小于 50mm。每個(gè)試樣長(zhǎng)度為 100mmo b)剝?nèi)ネ饷娴挠嘘P(guān)結(jié)構(gòu)部分，試樣應(yīng)不偏心、無(wú)氣孔、砂眼、雜質(zhì)，且無(wú)機(jī)械損傷。 3)指標(biāo)的選擇 大多數(shù)材料采用抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng) 率的變化作為指標(biāo)。因此熱壽命評(píng)定試驗(yàn)可以確定產(chǎn)品的耐溫等級(jí) 。 橡皮、塑料等高分子材料能夠吸收外界的氧氣，并在本體內(nèi)擴(kuò)散，氧原子可以與橡膠、樹(shù)脂起化學(xué)反應(yīng) (氧化 )而引起交聯(lián)以至使材料喪失優(yōu)良的彈性、柔軟性 并使機(jī)械性能逐步變壞，最后也引起電氣性能的喪失。在受熱條件下工作 。在空氣中試驗(yàn)時(shí)，試樣端 部絕緣部分露出護(hù)套的長(zhǎng)度應(yīng)不小于 10011m。如水分、溫度、氧化等。游離損耗只有當(dāng)電壓超過(guò)一定數(shù)值時(shí)才會(huì)發(fā)生，并且隨著電壓的升高而急劇增加。外部溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)就越劇烈，對(duì)自由離子的約束也越小，形成的電導(dǎo)電流越大，這一點(diǎn)和金屬的導(dǎo)電特性是完全相反的。松弛極化需要消耗能量，彈性極化不消耗能量。但在電場(chǎng)作用下，偶極子會(huì)隨著電場(chǎng)力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，如圖 4. 1 所示。由離子組成的分子結(jié)構(gòu)也會(huì)出現(xiàn)類似的情況，正負(fù)離子在電場(chǎng)作用下偏離原來(lái)的位置，形成偶極子 。絕緣中含氣、受潮，或微粒雜質(zhì)存在的程度 。目的是在于了解電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣性能，而要避免表面絕緣隨各種外界的影響。 當(dāng)然，取得數(shù)字式兆歐表的這些優(yōu)越性是要付出某些代價(jià)的。數(shù)字兆歐表的出現(xiàn)克服了傳統(tǒng)搖表的種種缺陷，使得停電時(shí)絕緣電 阻測(cè)量的測(cè)量精度、自動(dòng)化程度和信息化程度等都有了一個(gè)很大的進(jìn)步。它的主要不足之處有以下幾點(diǎn) : 120轉(zhuǎn) /分的速度才能維持正常的輸出電壓。 絕緣電阻 測(cè)量 方法 與分析 測(cè)量絕緣電阻的方法較多 :有通過(guò)試驗(yàn)變壓器來(lái)操作的，這種方法電壓較高，設(shè)備價(jià)格也貴，接線復(fù)雜 。 低壓電纜絕緣狀態(tài)檢測(cè)方法及壽命評(píng)估 11 3 電纜絕緣 狀 態(tài)的檢測(cè)與壽命分析 絕緣電阻的測(cè)量意義 電氣設(shè)備的絕緣電阻，是反映絕緣體在一定直流電壓作用下，通過(guò)它的穩(wěn)定傳導(dǎo)電流的大小。 直流耐壓試驗(yàn)常用于油介質(zhì)電氣設(shè)備的預(yù)防性診斷試驗(yàn)， 20 世紀(jì) 90 年代初期之前，國(guó)內(nèi)外普遍沿用油紙絕緣電纜的試驗(yàn)方法，常采取離線直流耐壓破壞性試驗(yàn)作為絕緣電力電纜竣工交接試驗(yàn)和周期性預(yù)防性試驗(yàn)的唯一手段。這一現(xiàn)象被稱為“浸水課電現(xiàn)象”。用于絕緣的高分子有機(jī)材料會(huì)在熱的長(zhǎng)期作用下發(fā)生熱降解，主要是氧化反應(yīng)，這種反應(yīng)也被稱為自氧化游離基連鎖反應(yīng)，如聚乙烯的氧化反應(yīng)就是從 C 一 H 鍵中 H 的脫 離開(kāi)始的。電老化機(jī)理很復(fù)雜，它包含因?yàn)榻^緣擊穿產(chǎn)生。為低阻。一般接地電阻在 20 一 100。 直流耐壓試驗(yàn)常用于油介質(zhì)電氣設(shè)備的預(yù)防性診斷試驗(yàn)， 20 世紀(jì) 90 年代初期之前，國(guó)內(nèi)外普遍沿用油紙絕緣電纜的試驗(yàn)方法，常采取離線直流耐壓破壞性試驗(yàn)作為絕緣電力電纜竣工交接試驗(yàn)和周期性預(yù)防性試驗(yàn)的唯一手段。日本是較早開(kāi)展 XLPE電纜絕緣老化檢測(cè)技術(shù)研究的國(guó)家之一 ， 但是研發(fā)的電纜絕緣檢測(cè)儀只能發(fā)現(xiàn)已經(jīng)發(fā)生絕緣老化的電纜，無(wú)法描述被檢測(cè)電纜的絕緣老化程度，而且該檢測(cè)儀主要針對(duì)的是陸地所使用電纜。隨著我國(guó)煤礦開(kāi)采量的加大，電力電纜的利用比重也會(huì)越來(lái)越高。隨著城網(wǎng)改造和農(nóng)網(wǎng)改造的實(shí)施 ,電力電纜的利用比重也會(huì)越來(lái)越高 ,如何維護(hù)使用好已有的電力設(shè)備 ,提高供電可靠性就顯得十分必要 ,電纜的運(yùn)行狀況直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行及供電的可靠性。所以對(duì)電纜失效尚無(wú)合適的標(biāo)準(zhǔn)，以及對(duì)電纜壽命缺少有效的研究和估計(jì)方法，這種更換帶有很大的盲目性，并且更換電纜工序繁瑣并且是一項(xiàng)價(jià)格非常昂貴且繁重的作業(yè)，其結(jié)果必然造成材料的浪費(fèi)或帶來(lái)事故的隱患。 近幾年來(lái)，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家及日本 的學(xué)者為了盡可能地等效工頻電壓并盡可能低壓電纜絕緣狀態(tài)檢測(cè)方法及壽命評(píng)估 5 地減小試驗(yàn)設(shè)備的體積和重量，適應(yīng)電纜運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的需要，先后提出多種離線破壞性試驗(yàn)方法，如 、 KHz振蕩波電壓試驗(yàn)、串聯(lián)諧振或變頻諧振交流電壓試驗(yàn) 。另一方面，直流耐壓試驗(yàn)的電壓取值很高，試驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)，直流電場(chǎng)促使介質(zhì)中的水樹(shù)枝向電樹(shù)枝轉(zhuǎn)變，周期性的直流耐壓試驗(yàn)無(wú)疑是導(dǎo)致電纜絕緣早期劣化，相對(duì)縮短電纜安全運(yùn)行壽命。原則上接地電阻較低，能直接用低壓電橋進(jìn)行測(cè)量的故障，稱為低阻故障。試驗(yàn)時(shí)絕緣被擊穿，形成間隙性放電，當(dāng)所加電壓達(dá)到某一定值時(shí)，發(fā)生擊穿，當(dāng)電壓降至某一值時(shí)，絕緣恢復(fù)而不發(fā)生擊穿。 ，有微電流通過(guò)，由這一電流產(chǎn)生的焦耳熱導(dǎo)致材料擊穿破壞，這被稱為 “熱擊穿”。 機(jī)械老化 機(jī)械老化是電纜系統(tǒng)在生產(chǎn)、安裝、運(yùn)行過(guò)程中受到各種機(jī)械應(yīng)力的作用發(fā)生的老化。此外，水樹(shù)枝在直流電壓的作用下較難產(chǎn)生，但是在交流電壓作用下較易產(chǎn)生，頻電壓也能促使水樹(shù)枝的產(chǎn)生。低壓電纜絕緣狀態(tài)檢測(cè)方法及壽命評(píng)估 10 另一方面，直流耐壓試驗(yàn)的電壓取值很高，試驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)，直流電場(chǎng)促使介質(zhì)中的水樹(shù)枝向電樹(shù)枝轉(zhuǎn)變，周期性的直流耐壓試驗(yàn)無(wú)疑是導(dǎo)致電纜絕緣早期劣化，相對(duì)縮短電纜安全運(yùn)行壽命。 對(duì)于良好潔凈的絕緣體，無(wú)論絕緣體內(nèi)或是表面的離子數(shù)都很少，電導(dǎo)電流很小，絕緣電阻值很大。由于把兆歐表的測(cè)量作為對(duì)設(shè)備的一種前期測(cè)試，是對(duì)設(shè)備絕緣情況的一種 初步的檢查，再結(jié)合一些其他的試驗(yàn)，就可以對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行綜合的判斷，所以使用兆歐表測(cè)量絕緣電阻是非常重要的，缺之不可。 4因?yàn)闊o(wú)法輸出比較穩(wěn)定的電壓，所以在鋇 (量試品的吸收比和極化系數(shù)時(shí)會(huì)存在較大誤差，并且操作復(fù)雜。 AD，使得測(cè)量精度較傳統(tǒng)搖表有數(shù)量級(jí)上的提高，而且采用液晶顯示屏直接顯示讀數(shù)，避免了指針式儀表的讀數(shù)誤差。 (2)絕緣電阻測(cè)量的方法 數(shù)絕緣測(cè)試器的測(cè)量方法大致相同，現(xiàn)以 KEW 3023(數(shù)字式絕緣測(cè)試器 )為例把測(cè)試方法簡(jiǎn)述如下 : ①測(cè)量前必須切斷被測(cè)量各設(shè)備的電源，并接地短路放電決不允許用兆 歐表測(cè)量帶電設(shè)備的絕緣電阻。 低壓電纜絕緣狀態(tài)檢測(cè)方法及壽命評(píng)估 13 ③測(cè)量前應(yīng)對(duì)本身檢查一次，即開(kāi)路時(shí)是否是 oo，短路是否是為零 (“線路” ,“接地”短接 )。因此 tanδ 的測(cè)試對(duì)控制用于交流系統(tǒng)的電力電纜是十分重要的。 2)熱離子位移極化 介質(zhì)中少量與周圍分子聯(lián)系較弱的帶電離子 (一般為雜質(zhì) )在外電場(chǎng)的作用下，其熱運(yùn)動(dòng)趨向于順電場(chǎng)方向在有限范圍內(nèi)位移，造成這些離子在介質(zhì)中分布不均，形成偶極化。 當(dāng)絕緣介質(zhì)由多層不同材料組成時(shí)，這些帶電粒子將停留在組合材料的交界面上，最終形成各層上的電荷積累。 2 電導(dǎo) 對(duì)于理想絕緣介質(zhì)而言，不含任何自由的帶電粒子，電導(dǎo)率。當(dāng)然，介質(zhì)受潮后 6 也會(huì)下降。為表征某種絕緣材料或結(jié)構(gòu)的介質(zhì)損耗，使用介質(zhì)損耗功率 P 表示絕緣介質(zhì)的品質(zhì)好壞是不方便的，因?yàn)?P 值與試驗(yàn)電壓、介質(zhì)尺寸等因素有關(guān)，不同設(shè)備間難以進(jìn)行比較，而是用絕緣介質(zhì)中流過(guò)的電流的有功分量和無(wú)功分量的比值來(lái)表示，即 tans。如果多個(gè)電容屏中的一個(gè)低壓電纜絕緣狀態(tài)檢測(cè)方法及壽命評(píng)估 16 或幾個(gè)發(fā)生短路、斷路，電容量就有明顯的變化， 因此被測(cè)電纜的電容量能反映出電纜絕緣材料的性能變化。多芯者，應(yīng)分別就電纜每個(gè)線芯對(duì)其余線芯與絕緣層的介質(zhì)損耗進(jìn)行測(cè)量。以及低溫下彎曲移動(dòng)、磨 耗 。加入防老劑能夠使氧化生成的中間產(chǎn)物鈍化而延遲氧化，但防老劑本身在一定溫度下也會(huì)揮發(fā)、消耗以致失去作用 。試驗(yàn)溫度應(yīng)選擇低于這個(gè)臨界溫度。試樣間保持一定距離。 d)試樣標(biāo)距為 20 或 lOmm，試片有效部分應(yīng)磨平。 同樣以試驗(yàn)結(jié)果的中間值得出熱老化后的抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率 (截面按老化前已測(cè)好的尺寸計(jì)算 )，并可求出老化系數(shù) K1,