[發(fā)明專利]基于介電泳的交聯(lián)聚乙烯靶向修復(fù)實驗平臺及修復(fù)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110555140.5
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113258507B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周凱;伍亞萍;項劍波;李詩雨;徐慶文
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: H02G1/16
• 分類號: H02G1/16
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 李蜜

本發(fā)明公開了一種基于介電泳的交聯(lián)聚乙烯靶向修復(fù)實驗平臺及修復(fù)方法，該基于介電泳的交聯(lián)聚乙烯靶向修復(fù)實驗平臺設(shè)置有修復(fù)液供給裝置、電壓施加裝置、加熱裝置等，能夠用于研究修復(fù)液注入壓力、電壓頻率、電壓極性、電場強度、溫度等單因素或多因素下，修復(fù)液的介電行為以及修復(fù)液在絕緣層的擴散、遷移規(guī)律，從而揭示基于靶向修復(fù)技術(shù)的老化電纜絕緣改善及壽命延長機理，為老化電纜絕緣修復(fù)技術(shù)的革新提供理論和實驗數(shù)據(jù)支撐；本發(fā)明提供的靶向修復(fù)方法通過外在物理場介電泳作用對修復(fù)液進行針對性的靶向?qū)б龠M不同分子量修復(fù)液的滲透速度，使得缺陷處的修復(fù)液有效成分在短時間內(nèi)高濃度積聚，從而明顯提升老化電纜修復(fù)效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電纜技術(shù)領(lǐng)域，涉及電纜絕緣修復(fù)，尤其涉及基于介電泳的交聯(lián)聚乙烯電力電纜靶向修復(fù)技術(shù)。

背景技術(shù)

電力電纜作為電能傳輸?shù)年P(guān)鍵組成部分，在諸多場合有著不可替代的地位。由于生產(chǎn)工藝的制約，電纜在制造、敷設(shè)和運行過程中不可避免的會在絕緣層中形成氣隙、裂紋等微觀缺陷。且早期的電力部門在電纜敷設(shè)和安裝維護方面缺乏經(jīng)驗，存在電纜共溝率過高、溝內(nèi)嚴重積水等問題，使得電纜在運行過程中易出現(xiàn)散熱不良、水樹老化等問題，降低了電纜的絕緣性能，縮短電纜的運行壽命。此外，自2000年以來開始的大規(guī)模實施電纜入地改造工程，至今大部分電纜已運行20年，接近電纜的設(shè)計壽命，老齡化電纜已經(jīng)成為電網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的一大隱患。

電纜絕緣材料中的氣隙、雜質(zhì)、凸起毛刺等缺陷是電纜絕緣劣化的誘因，當電場、熱量、機械外力、環(huán)境(水)等外界老化因素施加于這些缺陷時，會以水樹枝、局部放電之類的老化形態(tài)表現(xiàn)出來，最終歸結(jié)于電樹枝的存在而導(dǎo)致絕緣擊穿。壓力注入修復(fù)技術(shù)對老化的受潮電纜和水樹電纜進行修復(fù)，同時對水樹轉(zhuǎn)電樹和絕緣中的電樹均有較好的抑制作用。因此，針對老化在運電纜，通過注入技術(shù)對絕緣中存在的局部缺陷進行修復(fù)，改善老化電纜的絕緣性能，進而延長電纜的使用壽命，在滿足電網(wǎng)可靠性需求的基礎(chǔ)上達到“節(jié)流””，對于貫徹國家“降本節(jié)支、提質(zhì)增效”的決策部署和服務(wù)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重大意義。

針對絕緣性能下降的老化電纜，有學(xué)者在20世紀80年代提出了使電纜“逆生長”的修復(fù)技術(shù)。最初的修復(fù)技術(shù)通過注入熱干燥氮氣帶出電纜內(nèi)水分，或者注入苯乙酮這類增塑劑去填充電纜絕緣內(nèi)部的孔洞。后來的研究者在此基礎(chǔ)上提出了采用含硅氧烷的修復(fù)液與電纜中的水發(fā)生縮合反應(yīng)進而填充絕緣內(nèi)部孔洞的修復(fù)技術(shù)。分別為第一代修復(fù)技術(shù)：841技術(shù)和011技術(shù)和第二代修復(fù)技術(shù)：732技術(shù)和733技術(shù)。二代修復(fù)技術(shù)解決了一代修復(fù)技術(shù)硅氧烷和催化劑擴散速率不匹配的問題，并在修復(fù)液中添加了光穩(wěn)定劑、抗氧化劑和局部放電抑制劑，在修復(fù)水樹的過程中有效抑制了電樹及局部放電問題。此外，二代修復(fù)技術(shù)更注重電纜中長期修復(fù)效果，同時大大縮短了反應(yīng)時間。雖然國外公司已公開修復(fù)技術(shù)對電纜延長壽命具有很好的效果，但這些技術(shù)仍未明確解決以下問題：(1)在進行電纜絕緣修復(fù)過程中，修復(fù)技術(shù)所采用的不同注入條件，如壓力、溫度、修復(fù)液濃度等，對纜芯中修復(fù)液向絕緣層中的擴散和遷移均會產(chǎn)生不同的影響，這種規(guī)律目前尚未見明確報道；(2)修復(fù)技術(shù)最佳的狀態(tài)是通過某種技術(shù)或者手段，使得修復(fù)液中的有效成分能夠快速、準確的定向移動至絕緣層的缺陷薄弱處，使得缺陷處修復(fù)液較高濃度聚集，從而真正實現(xiàn)對電纜絕緣缺陷的定向修復(fù)；然而，現(xiàn)有電纜修復(fù)技術(shù)并不能確定缺陷的位置，因此使用的是修復(fù)液均勻注入的方式，而修復(fù)液中功能化穩(wěn)定劑或催化劑在修復(fù)液中的含量較少，且分子量大小不同，從而使得各組分在壓力作用的擴散速度不同，導(dǎo)致在需要修復(fù)的缺陷處修復(fù)液的濃度較少，使得修復(fù)效果并非最佳。

因此，為了摸清注入條件對修復(fù)液向絕緣層擴散和遷移規(guī)律的影響，以及實現(xiàn)修復(fù)液有效成分能夠定向聚集至絕緣缺陷處的最佳修復(fù)效果，有必要設(shè)計一種能夠在不同注入條件下實現(xiàn)修復(fù)液向絕緣缺陷處定向移動的具有靶向修復(fù)特性的修復(fù)技術(shù)，從而為修復(fù)采用的最佳注入條件提供理論依據(jù)，同時為修復(fù)技術(shù)的升級換代提供有力支撐。

發(fā)明內(nèi)容