交流500kV交联聚乙烯海缆主绝缘介质的频域介电及击穿特性研究

戴锡泽¹，郝建¹，刘智谦^1,2，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：为了研究热老化对500 kV XLPE海缆绝缘材料相关性能的影响,首先将AC 500 k V XLPE海缆主绝缘材料在170℃下进行恒温热老化,对不同热老化时间的XLPE海缆主绝缘材料进行FTIR测试分析;然后,对不同热老化时间的XLPE海缆主绝缘材料进行频域介电特性测试,并利用修正Cole-Cole模型分析热老化时间和测试温度对其频域介电特性的影响规律;最后,对不同热老化时间和温度下的XLPE海缆主绝缘材料进行工频击穿测试。结果表明:热老化对XLPE海缆主绝缘材料内部微观结构影响显著,引起XLPE羰基指数的增加。随热老化时间增加和温度升高,XLPE材料的低频区相对介电常数、体积电导率和介质损耗均升高。热老化时间和温度对修正Cole-Cole模型中6个频域介电特征量影响显著,分别是高频介电常数εhf、直流电导率σdc、α驰豫过程极化值χα、α驰豫过程时间常数τα、跳跃电导率σho和跳跃电导率参数γ。与新样品相比,热老化48、120、168、336 h的XLPE海缆主绝缘材料工频电气强度下降率分别为5.7%、38.7%、53.7%、59.1%;但随温度升高,XLPE材料的工频电气强度先稍微升高后快速下降,出现快速下降的阈值温度约为70℃。

关键词：XLPE海缆;热老化;频域介电特性;Cole-Cole模型;介电特征量;工频击穿;