世界各地的電力企業(yè)都希望那些位于地下主干線回路上的電力電纜能夠具有盡可能長(zhǎng)的使用壽命，以提高電網(wǎng)的可靠性，降低電網(wǎng)中斷的次數(shù)，并且減少維護(hù)電網(wǎng)整體壽命所需的費(fèi)用。在過(guò)去的20年中，北美的電力企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始使用抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯(TR—X LPE)作為主干線配電線路中的中壓電纜理想的絕緣材料。
這項(xiàng)技術(shù)有效地避免了普通交聯(lián)聚乙烯抗水樹(shù)性能不佳的不利影響。在法國(guó)凡爾塞舉行2003 Jicable年會(huì)的論文中已經(jīng)提到，這種由于電纜采用TR—X LPE而提升的性能，是可以通過(guò)分析電纜老化過(guò)程中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的。同樣，在歐洲，一種在X LPE基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的具有抗水樹(shù)特性的高分子聚合物被廣泛地應(yīng)用于電纜的絕緣材料已經(jīng)近20年了，并且在現(xiàn)場(chǎng)使用中表現(xiàn)出了良好的性能。在另一份Jicable論文中對(duì)這種聚合物絕緣材料在歐洲的實(shí)踐使用進(jìn)行了介紹。為了對(duì)改進(jìn)后的TR—X LP E絕緣材料的性能進(jìn)行評(píng)估，在北美和歐洲都進(jìn)行了類(lèi)似的電纜加速老化試驗(yàn)，被當(dāng)?shù)氐碾娏π袠I(yè)接受并且成為一種有效鑒定試驗(yàn)方法。其中，由北美洲用戶(hù)使用的中壓電纜鑒定規(guī)范是《A N SI／ICEA S一94—649--1997))，這是稍早一些的規(guī)范《A E IC C S5—94》的最新版本。該規(guī)范包括幾個(gè)方面的內(nèi)容，其中較關(guān)鍵的鑒定試驗(yàn)就是加速水樹(shù)老化試驗(yàn)。該試驗(yàn)的具體內(nèi)容包括了對(duì)未老化和分別經(jīng)過(guò)120、180天和360天老化的15 kV電纜進(jìn)行的一系列的工頻和沖擊擊穿強(qiáng)度試驗(yàn)。在歐洲，C EN ELEC標(biāo)準(zhǔn)中也收錄了一種類(lèi)似的，由德國(guó)V DE 0273電纜老化方法發(fā)展而來(lái)的老化試驗(yàn)方法，該試驗(yàn)包括了對(duì)電纜在分別老化了6個(gè)月、1年和2年后的工頻擊穿試驗(yàn)內(nèi)容。
最近一段時(shí)間，伴隨著地下電纜網(wǎng)絡(luò)的快速增長(zhǎng)，廣大的中國(guó)電力企業(yè)對(duì)長(zhǎng)壽命、高可靠性的中壓(M V)電纜的關(guān)注大大增加。為了向中國(guó)的用戶(hù)評(píng)估TR—X LPE的良好性能，陶氏化學(xué)公司和武漢高壓研究所合作開(kāi)展了一項(xiàng)針對(duì)中國(guó)電纜結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究項(xiàng)目。該項(xiàng)目共使用了3種不同的電纜：一種電纜使用國(guó)產(chǎn)絕緣料，另一種使用陶氏X LPE絕緣料，最后一種使用陶氏TR—X LPE絕緣料。試驗(yàn)研究?jī)?nèi)容完全按照北美A wTT試驗(yàn)要求進(jìn)行。這3種電纜都由同一家中國(guó)電纜制造商在同一條生產(chǎn)線、同一段工期內(nèi)生產(chǎn)。在武漢高壓研究所內(nèi)的電纜老化試驗(yàn)已經(jīng)進(jìn)行了8個(gè)多月，于2004年4月份結(jié)束。180天后的試驗(yàn)數(shù)據(jù)已經(jīng)可以看出，與其他電纜相比，使用TR—X LPE的電纜具有明顯的性能優(yōu)勢(shì)。該試驗(yàn)的具體內(nèi)容也可以由中國(guó)用戶(hù)作為鑒定試驗(yàn)或型式試驗(yàn)使用，作為衡量中壓電纜性能的標(biāo)準(zhǔn)。
該試驗(yàn)研究項(xiàng)目使用10 kV地下電力電纜(典型的中國(guó)電纜結(jié)構(gòu))，按照A E IC CS8—0o《額定電壓5至46 kV擠出絕緣屏蔽電力電纜技術(shù)規(guī)范(第一版)》的內(nèi)容要求進(jìn)行試驗(yàn)。每一種電纜連續(xù)分割制成2 1個(gè)電纜樣品，按照?qǐng)D1所示的程序流程進(jìn)行試驗(yàn)，這些試驗(yàn)樣品將進(jìn)行：①局部放電試驗(yàn)，介質(zhì)損耗系數(shù)測(cè)量和半導(dǎo)電層體積電阻率測(cè)量；②結(jié)構(gòu)尺寸測(cè)量；③工頻逐級(jí)擊穿試驗(yàn)(H V 1Tr)；④熱沖擊擊穿試驗(yàn)；⑤14天熱循環(huán)試驗(yàn)；⑥120、180天和360天加速水樹(shù)老fgi,~驗(yàn)(A w 1Tr)；⑦水樹(shù)檢測(cè)統(tǒng)計(jì)。其中。加速水樹(shù)老化試驗(yàn)、工頻逐級(jí)擊穿試驗(yàn)和水樹(shù)檢測(cè)統(tǒng)計(jì)是較關(guān)鍵的試驗(yàn)內(nèi)容，在文中將著重介紹。A、B和D 3種電纜都具有相同的結(jié)構(gòu)，每種電纜所使用的材料牌號(hào)見(jiàn)表1。電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：
①導(dǎo)體。50 m m，銅，圓形，絞合，緊壓。②導(dǎo)體屏蔽。0.6 m m厚，擠出半導(dǎo)電層。③絕緣。4.5 m m厚，A為陶氏普通XLPE料，B為陶氏抗水樹(shù)TR—X LPE料，D為國(guó)產(chǎn)X LPE料。④絕緣屏蔽。0．8 m m厚，擠出半導(dǎo)電層。⑤金屬屏蔽。0．12 m m x 25 m m，銅帶。http://cdpoly.cn
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