基于超低频场空间电荷响应的电缆状态评估

• 作者: 苏淮北 曹俊 沈鑫 吴建东 尹毅
• 来源期刊: 中国电机工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 交联聚乙烯 超低频电场 电荷积累 电场阈值 状态评估
• 年，卷（期）: 2022,（4）
• 所属期刊栏目: 电缆系统及基础材料|Cable System and Fundamental Material
• 页码范围: 1233-1242,中插1
• 页数: 11页
• 分类号: TM85
• 语种: 中文
• DOI: 10.13334/j.0258-8013.pcsee.210088

摘要

为评估超低频电场检测下电缆的绝缘状态,通过检测不同老化状态交联聚乙烯在50、0.1和0.01Hz正弦场下的空间电荷响应,分析超低频检测中空间电荷积累的电场阈值,并结合其理化和工频击穿等性能,探讨基于超低频场空间电荷响应的绝缘状态评估方法.结果表明:试样在50Hz电场下,未出现空间电荷积累的阈值电场,但0.1和0.01Hz电场下出现了阈值电场,其值约为10～15kV/mm.超低频电场下超过阈值电场后的180°相位处的平均体电荷密度和平均相位体电荷密度均明显增大,这主要与超低频场下有效作用电场的持续时间相关.在0.01Hz电场下老化试样的平均相位体电荷密度明显下降,试样表面侧的空间电荷由未老化时的异极性转为同极性,且其连续分布区域远大于未老化试样.这可能与老化后深陷阱量减少和浅陷阱量增多相关,两者均增大了电荷迁移率,抑制了空间电荷积累.随着老化程度的加深,试样在0.01Hz电场下的平均相位体电荷密度和击穿场强明显下降,这表明试样老化状态可由超低频场下的空间电荷表征.在采用超低频场空间电荷特性进行绝缘状态评估时,应综合空间电荷的积累量、极化和分布范围,结果可为超低频电场下电缆绝缘状态评估提供一定的理论基础.