【摘 要】
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作为现代建筑供配电系统中必不可少的电力传输设备,电力电缆是支撑建筑集群乃至整个城市功能运转的动脉。XLPE电缆作为广泛使用的建筑供配电电缆,其绝缘性能在电缆的长期运行中面临着持续下降的风险。一旦电缆出现绝缘故障,将会导致整个建筑供配电系统的电力中断,为生产生活带来消极影响。因此,为保障建筑用电需求、维持建筑供配电系统的稳定性,有必要定期对建筑供配电电缆进行绝缘状态的检测与老化评估。由温度引起的热老
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作为现代建筑供配电系统中必不可少的电力传输设备,电力电缆是支撑建筑集群乃至整个城市功能运转的动脉。XLPE电缆作为广泛使用的建筑供配电电缆,其绝缘性能在电缆的长期运行中面临着持续下降的风险。一旦电缆出现绝缘故障,将会导致整个建筑供配电系统的电力中断,为生产生活带来消极影响。因此,为保障建筑用电需求、维持建筑供配电系统的稳定性,有必要定期对建筑供配电电缆进行绝缘状态的检测与老化评估。由温度引起的热老化是建筑供配电电缆绝缘故障的主要原因,频域介电谱测试作为一种无损检测技术,其测试结果对温度与绝缘老化具有较高的敏感度,能够在保证电缆不被破坏的条件下实现绝缘性能诊断。本文为对实际运行建筑供配电XLPE电缆的绝缘老化进行研究,制作了与建筑供配电电缆等效的XLPE电缆试样并对试样进行了加速热老化试验,对不同老化周期的XLPE电缆试样在不同温度条件下进行了频域介电谱测试,研究了老化与温度对测试结果的影响;采用等效电路模型结合介电响应数学模型对实测数据进行了拟合分析,提出了使用多目标遗传算法结合异方差检验的方法在保障模型具备显著性的同时实现优化求解;研究了介电响应模型参数随温度与老化变化的规律,使用弛豫时间与高、低频段介损积分值对XLPE电缆进行了绝缘老化寿命评估;为进一步排除温度对频域介电谱测试结果的影响,应用势垒与过渡态理论对介电响应过程弛豫极化及电导的温度特性进行了研究,对同一老化状态下不同温度的测试结果进行了温度归一化处理;为实现建筑配电电缆局部绝缘老化的远程诊断,仿真研究了局部绝缘老化对电缆首端输入阻抗的影响,建立了XLPE绝缘的介电响应信息与电缆首端输入阻抗的联系,再次使用多目标遗传算法结合异方差检验的方法对建筑供配电电缆进行了局部绝缘老化状态评估。研究表明,频域介电谱测试结果与建筑供配电电缆的绝缘老化具有良好的映射关系,多目标遗传算法结合异方差检验能够实现XLPE电缆等效介电响应模型的优化求解,对电缆的首端输入阻抗进行优化求解可以提取XLPE电缆的局部绝缘老化特征,实现建筑供配电电缆的远程诊断,应用温度归一化方法能够排除温度的影响,进一步精确评估结果。
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