交流500 kV XLPE海缆绝缘材料在电-热联合应力下的工频击穿特性与寿命模型

刘智谦^1,2，戴锡泽¹，郝建¹，高震³，李捍平³，郑新龙³

1. 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室2. 南京南瑞继保电气有限公司3. 国网浙江省电力有限公司舟山供电公司

摘 要：为深入掌握交流500 kV交联聚乙烯（XLPE）海缆绝缘材料在电-热应力下的工频击穿特性并建立电-热联合寿命模型,本研究首先对500 kV海缆主绝缘进行25、40、55、70℃步进应力下的电-热联合绝缘击穿试验,对电气强度和耐压时间进行Weibull统计分析,获得不同温度下等效电气强度和等效耐压时间的变化规律。然后,通过多元线性回归建立FALLOU、SIMONI和CRINE模型并进行误差分析。最后,研究构建适用于该交流500 kV XLPE材料的E-T耦合参数模型。结果表明:在相同温度下,随着每级电压持续时间的增加,等效电气强度逐渐降低;在每级电压持续时间相同时,随着温度的升高,等效电气强度和电压持续时间均呈现先上升后下降的趋势。对电-热联合老化模型的分析表明,3种模型拟合误差较大,拟合优度不满足精度要求。本研究通过利用逐步回归计算电-热变量与寿命的显著性与相关性,获得改进的电-热联合老化寿命模型,误差分析显示改进模型具有较好的拟合精度。

关键词：海底电缆;交联聚乙烯;步进应力;绝缘性能;电-热联合绝缘寿命模型;