【摘 要】
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高压交联聚乙烯（XLPE）电缆作为城市电网中的重要输电设备,已得到广泛使用。当XLPE绝缘在电、热等应力作用下发生劣化,电缆线路发生故障的概率将增加,危害电力系统的安全稳定运行。电热联合加速老化试验能够对电缆的实际运行状况进行模拟,通过对试验过程中电缆主绝缘老化特性和状态评估的研究,能够为电力部门进行电缆线路的差异化管理和退役规划提供重要参考依据,有利于电网运行的安全稳定。本文的研究工作主要包括以
【基金项目】
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广东电网有限责任公司科技项目（GDKJXM20172797）；
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高压交联聚乙烯（XLPE）电缆作为城市电网中的重要输电设备,已得到广泛使用。当XLPE绝缘在电、热等应力作用下发生劣化,电缆线路发生故障的概率将增加,危害电力系统的安全稳定运行。电热联合加速老化试验能够对电缆的实际运行状况进行模拟,通过对试验过程中电缆主绝缘老化特性和状态评估的研究,能够为电力部门进行电缆线路的差异化管理和退役规划提供重要参考依据,有利于电网运行的安全稳定。本文的研究工作主要包括以下三个方面:（1）针对收集到的5条长度均为30 m的110 k V XLPE电缆,搭建了符合电缆实际运行状况的电热联合加速老化试验平台;在老化试验过程中,通过设置不同的试验条件实现对电缆不同运行状况的模拟;采用定期取样和环切取样的方式,对不同老化阶段不同绝缘层位置的电缆XLPE绝缘试样进行研究。（2）通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、差示扫描量热法（DSC）、X射线衍射（XRD）、交联度、宽频介电谱、工频电击穿和机械拉伸实验对试样的理化、电学和机械特性进行研究。结果表明:780天的老化试验过程中,在理化特性方面,羰基指数和不饱和基指数先减小后增大,交联度整体呈现增大的趋势,结晶度、熔融温度整体呈现减小的趋势;在电学特性方面,50 Hz下的介电常数和介质损耗角正切值先增大后减小,击穿场强整体呈现增大的趋势;在机械特性方面,断裂伸长率和拉伸强度先增大后轻微减小。各试样在不同试验条件下的老化特性存在差异,同一电缆不同绝缘层位置试样的老化特性存在差异。（3）确立了高压电缆主绝缘状态评估的基本原则;利用线性回归分析法对获取的实验数据进行处理,选取了羰基指数、熔融温度、结晶度、110晶面处晶粒尺寸、50 Hz下介质损耗角正切值、击穿场强和断裂伸长率作为评估状态量,并建立起相应的评估体系;提出了基于熵权-优劣解距离（TOPSIS）法的高压电缆主绝缘状态评估模型,并通过实例计算结果对评估模型进行验证。
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