1 生命周期评价方法的概念和起源 生命周期评价(LCA)是一种评价产品、工艺或活动，从原材料采集，到产品生产、运输、销售、使用、回用、维护和最终处置整个生命周期阶段有关的环境负荷的过程。它首先辨识和量化整个生命周期阶段中能量和物质的消耗以及环境释放，然后评价这些消耗和释放对环境的影响，最后辨识和评价减少这些影响的机会。 生命周期评价(LCA)最早出现于二十世纪60年代末、70年代初，当时被称为资源与环境状况分析(REPA)。作为生命周期评价研究开始的标志是1969年由美国中西部资源研究所针对可口可乐公司的饮料包装瓶进行的评价研究，该研究使可口可乐公司抛弃了过去长期使用的玻璃瓶，转而采用塑料瓶包装。随后，美国ILLIN0IS大学、富兰克林研究会、斯坦福大学的生态学居研究所以及欧洲、日本的一些研究机构也相继开展了一系列针对其它包装品的类似研究。这一时期的工作主要由工业企业发起，研究结果作为企业内部产品开发与管理的决策支持工具。1990年由国际环境毒理学与化学学会(S ETAC)首次主持召开了有关生命周期评价的国际研讨会，在该次会议上首次提出了生命周期评价(Life Cycle Assessment，LCA)的概念。在以后的几年里，SETAC又主持和召开了多次学术研讨会，对生命周期评价（LCA)从理论与方法上进行了广泛的研究，对生命周期评价的方法论发展作出了重要贡献。1993年SETAC根据在葡萄牙的一次学术会议的主要结论，出版了一本纲领性报告“生命周期评价(LCA)纲要：实用指南”。该报告为LCA方法提供了一个基本技术框架，成为生命周期评价方法论研究起步的一个里程碑。 2 生命周期评价方法的主要内容 1993年SETAC在“生命周期评价纲要：实用指南”中将生命周期评价的基本结构归纳为四个有机联系的部分：定义目标与确定范围、清单分析、影响评价和改善评价，如图1所示。
精心整理 电机的寿命和可靠性 绝缘——影响寿命和可靠性的关键因素 在国民经济和社会生活领域里，电机已经得到了越来越广泛的应用，电机的寿
电机各导电部件由于电位不同，因此须用绝缘材料将其分隔开。按使用部位及功能的不同，常分为以下几种： 1、对地绝缘：指电机带电部位与接地部位（如铁芯、机壳、轴等）之间隔开所 2 3 4 场合，负荷大小，工作环境条件，工作制长短等，通过电路、磁路计算选取合理的发热和磁路参数，决定电机各主要零部件的关键尺寸，并通过这些主要条件进行机械强度计算，最终绘制电机主要零部件的工作图及总装图，设计时必须同时考虑到制作时良好的工艺性及制造成本的经济合理性。 下面列出一些直流微电机中常用的电磁计算公式及应控制的电磁设计参数。
1、 P N =0.1047n N T N 其中：P N ——额定功率（瓦） T N ——额定转矩（牛·米） n N ——额定转速（转/分） 2、N n N P aE N N ???=Φ81060 3、4 5、P l =U N I N 其中：P l ——电机输入功率（瓦） 6、l P P ∑-=1η 其中：∑P ——电机总损耗（瓦）
电机的主要发热和磁路参数有定子电流密度，转子电流密度，电枢线负载，电枢发热因素，每极磁通量，气隙磁通密度，电枢齿部磁通密度等。 7、321016.0-?=a a i N l D AB T δα 其中 i α——电机计算极弧系数 δB ——气隙磁通密度（高斯） l D 1、换向器精车：换向器是一个高速运转的部件，其工作面与电刷滑动接触并传送电能，因此要求其工作面必须是一个稳定的圆柱体，径向跳动小于等于0.01，不得有凹片和凸片，表面光洁度要达到Ra0.8以下（相当于原87~??） 换向器精车必须使用高精度的车床，床身和传动机构牢固、可靠、且应避免默默振动的影响。切屑量、切屑速度和走刀量要选取合理。金刚石车刀由于硬度高、耐
浅谈交联电缆绝缘老化强度变化率超标原因及改善 [导读]交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘的热老化试验在国家标准GB/T12706-2008与IEC60502中规定不得超过±25%（即老化后和老化前的中间值之差除以老化前的中间值）。交联聚乙烯绝缘的热老化项目在标准中列入型式试验。一般在首次试验合格后,工艺和材料没有重大变化时,不再进行该试验。但往往一些客户在技术协议中会提到这项试验,从而就需要进行热老化试验。当我们在试验时,发现抗张强度变化率不稳定，在生产的同一批交联线芯有合格有不合格（不合格的都是超标的现象大于+25%）,但断裂伸长率变化甚小,从未超出规定值。为此有必要对交联绝缘线芯老化强度不合格问题进行分析整改。 一、引言 交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘的热老化试验在国家标准GB/T12706-2008与IEC60502中规定不得超过±25%(即老化后和老化前的中间值之差除以老化前的中间值)。交联聚乙烯绝缘的热老化项目在标准中列入型式试验。一般在首次试验合格后,工艺和材料没有重大变化时,不再进行该试验。但往往一些客户在技术协议中会提到这项试验,从而就需要进行热老化试验。当我们在试验时,发现抗张强度变化率不稳定，在生产的同一批交联线芯有合格有不合格(不合格的都是超标的现象大于+25%),但断裂伸长率变化甚小,从未超出规定值。为此有必要对交联绝缘线芯老化强度不合格问题进行分析整改。 二、原因分析
交联绝缘线芯老化强度不合格的原因分析是一个复杂的过程，国内各电缆企业往往被交联绝缘线芯老化系数K1、K2值不能达标而困扰，而这一指标是对交联绝缘线芯绝缘品质评价的主要指标之一。但究其主要原因有以下三点：1、高温高速下绝缘中产生的热应力对交联聚乙烯绝缘热老化性能的影响;2、冷却水温对交联聚乙烯绝缘热老化性能的影响;3、交联过程中产生的副产物对交联聚乙烯绝缘热老化性能的影响。 三、解决的措施 1、硫化工艺改进： 试验选在我公司NOKIA(十段)智能硫化交联生产线上，我们通过调整工艺达到减小交联绝缘在生产过程中的内部应力来改善老化强度不合格的问题。削除热应力的措施有很多，NOKIA早在1996年就提出采用冷却退火装置，使进入冷却段的交联绝缘线芯表面再恢复到结晶熔化温度110℃左右，再进入正常冷却过程，可以改善电缆的绝缘品质。但我公司没有在线应力松驰装置，要想改善只能重新调整工艺线速度使之缓慢冷却，减少交联绝缘在硫化过程中的内外层绝缘温差的问题，从而改善交联的绝缘品质。 我公司NOKIA生产线配备了一套NCC硫化计算软件，控温选速比较合理。初次调整硫化工艺是把原来的最高硫化管壁温度450℃降低到400℃，最高电缆表面温度由原来的275℃降低到260℃。但由于是十段硫化生产线，虽然已降低了管壁温度和电缆表面温度但线速度仍然比较快，内外层绝缘温差还是比较大。后经研究决定，想要让进入冷却段之前的线芯内外层绝缘温差减小，只有缩短硫
老化测试老化试验 老化检测是可靠性检测的一部分，是模拟产品在现实使用条件中涉及到的各种因素对产品产生老化的情况进行相应条件加强实验的过程。 主要通过使用各种环境试验设备模拟气候环境中的高温、低温、高温高湿以及温度变化等情况，加速激发产品在使用环境中可能发生的失效，来验证其是否达到在研发、设计、制造中的预期的质量目标，从而对产品整体进行评估，以确定产品可靠性寿命。老化检测正是可靠性测试的重要部分。 一、主要的测试范围包括： 材料寿命推算 冷热冲击 盐雾测试 快速温变 老化检测气候老化（自然气候暴晒试验，人工气候老化） 紫外老化检测 臭氧老化检测 老化试验湿热老化检测 氙灯老化检测 碳弧灯老化检测 二、重点检测项目 1、紫外老化检测 采用荧光紫外灯为光源（有UVA,UVB不同型号灯源），通过模拟自然阳光中的紫外辐射和冷凝，对材料进行加速耐气候性试验，以获得材料耐候性的结果。 紫外老化测试，可以再现阳光、雨水和露水所产生的破坏。设备通过将待测材料曝晒放在经过控制的阳光和湿气的交互循环中，同时提高温度的方式来进行试验。试验设备采用紫外线荧光灯模拟阳光，同时还可以通过冷凝或
喷淋的方式模拟湿气影响。用来评估材料在颜色变化、光泽、裂纹、起泡、催化、氧化等方面的变化。 紫外老化试验机并不模拟全光谱太阳光，但是却模拟太阳光的破坏作用。通过把荧光灯管的主要辐射控制在太阳光谱的紫外波段来实现。这种方式是有效的，因为短波紫外线是造成户外材料老化的最主要因素。 2、盐雾老化检测 盐雾试验是一种主要利用盐雾试验设备所创造的人工模拟盐雾环境条件来考核产品或金属材料耐腐蚀性能的环境试验。 盐雾试验分为：天然环境暴露试验；人工加速模拟盐雾环境试验。 人工模拟盐雾试验： 包括中性盐雾试验、醋酸盐雾试验、铜盐加速醋酸盐雾试验、交变盐雾试验。 3、臭氧老化检测 臭氧老化就是将试样暴露于密闭无光照的含有恒定臭氧浓度的空气和恒温的试验箱中，按预定时间对试样进行检测，从试样表面发生的龟裂或其它性能的变化程度，以评定试样的耐臭氧老化性能。 臭氧老化分为静态拉伸测试和动态拉伸测试，在这个测试中臭氧浓度、温度、试样定伸比是非常重要的三个参数。 4、湿热老化检测 湿热老化检测适用于可能在温暖潮湿的环境中使用的产品，湿度试验、恒定湿热、交变湿热，是可靠性测试的一种。 试验的目的：检验产品对温暖潮湿的环境的适应能力。对塑性材料、PCB、PCBA多孔性材料或成品等而言,各种不同材料对温度与湿气有不同形态之物理反应，温度所产生效应多为塑性变形或产品过温或低温启动不良等等,多孔性材料在湿度环境下会应毛细孔效应而出现表面湿气吸附,渗入、凝结等情形，在低湿环境中会因静电荷累积效应诱发产品出现失效。 常见湿度效应：物理强度的丧失、化学性能的改变、绝缘材料性能的退化、电性短路、金属材料氧化腐蚀、塑性的丧失、加速化学反应、电子组件的退化等现象。
第二章产品清洁生产 第一节生命生命周期评价的理念 生命周期评价的理念 生命周期评价 Life Cycle Assessment Life Cycle Analysis （一）定义 国际环境毒理学与化学学会（SETAC）：通过识别和量化能源和材料的消耗和废物的排放，评价产品(和服务)在其生命周期中的环境负荷，并提出预防和改进措施。 评价面向产品整个生命周期，包括原材料的获取和加工、生产、运输分配、使用、维护和再使用、循环再生、以及处理处置。 国际标准化组织(ISO)：生命周期评价是对一个产品系统的生命周期中的输入、输出及潜在环境影响进行的综合评价。 美国环保局(EPA)：通过对特定产品、过程或服务的整个生命周期的分析，对产品或活动进行整体评价的概念或方法。 生命周期评价包括三个组成部分－清单、影响和改进，是一个交互式发展的程序。 Procter & Gamble公司：显示产品制造商对其产品从设计到处置全过程中造成的环境负荷承担责任的态度，是保证环境确实而不是虚假地得到改善的定量方法。 美国3M公司：在从制造到加工、处理乃至最终作为残留有害废物处置的全过程中，检查如何减少或消除废物的方法。 （二）特点 全过程化 定量化 体现环境保护手段由简单、局部、粗放向复杂、全面、精细方向发展的趋势。 （三）分类 概念型LCA：定性的清单分析评估环境影响，不宜作为公众传播和市场促销的依据，但可以帮助决策人员认识哪些产品在环境影响方面具有竞争和优势。 简化型或速成型LCA：涉及全部生命周期，但仅限于简化的评价，着重主要的环境因素、潜在环境影响等，多用于内部评估和不要求提供正式报告的场合。 详细型LCA：包括目的和范围确定、清单分析、影响评价、结果解释4个阶段。 （四）生命周期评价的发展 生命周期评价是20世纪70年代初至90年代发展起来的理论。当前生命周期评价已形成了基本的概念框架和技术框架。 国际标准化组织（ISO）-负责生命周期评价理论的完善和方法的国际标准化工作。 1、起源 生命周期评价起源于20世纪60年代末70年代初美国开展的一系列针对包装品的分析、评价，当时称为资源与环境状况分析（REPA）。 标志：1969年美国中西部资源研究所(MRI)开展的可口可乐饮料包装瓶评价。 起源阶段的特征： (1)由工业企业发起，秘密进行，研究结果作为企业内部产品开发与管理的决策支持工具。--可口可乐玻璃瓶转向塑料瓶。《SCIENCE》发表文章（1976年4月）。 (2)大多数研究的对象是产品包装品。 (3)采用能源分析方法。由于能源分析方法在当时已比较成熟，而且很多与产品有关的污染物排放显然与能源利用有关。 2、发展 随着20世纪70年代末到80年代中期出现的全球性固体废弃物问题，资源与环境状况分析法(REPA)逐渐成为一种资源分析工具。 这时期的REPA着重于计算固体废弃物产生量和原材料消耗量。 发展阶段的特征： (1)政府积极支持和参与。欧洲经济合作委员会开始关注生命周期评价，要求工业企业对其产品生产过程中的能源、资源以及固体废弃物排放进行全面的监测与分析。(2)案例发展缓慢，方法论研究兴起。REPA缺乏统一的研究方法论，分析所需的数据常常无法得到，对不同的产品采取不同的分析步骤，同类产品的评价程序和数据也不统一。这些都促进对评价方法的研究。 3、趋于成熟 80年代末以后，区域性与全球性环境问题日益严重，可持续发展思想的普及以及可持续行动计划的兴起，促使大量的REPA研究重新开始。 REPA涉及研究机构、管理部门、工业企业、产品消费者，但是使用REPA的目的和侧重点各不相同，所分析的产品和系统也变得越来越复杂，急需对REPA的方法进一步研究和统一。 1989年荷兰“国家居住、规划与环境部（VROM）”针对传统的“末端控制”环境政策，首次提出了制订面向产品的环境政策。提出了要对产品整个生命周期内的所有环境影响进行评价；同时也提出了要对生命周期评价的基本方法和数据进行标准化。 1990年“国际环境毒理学与化学学会(SETAC)”首次主持召开有关生命周期评价的国际研讨会，首次提出了“生命周期评价”的概念。在以后的几年里，SETAC主持和召开了多次学术研讨会，对生命周期评价理论与方法进行了广泛研究。 1993年SETAC根据在葡萄牙的一次学术会议的主要结论，出版了一本纲领性报告：“LCA纲要：实用指南”。该报告为生命周期评价方法提供了一个基本技术框架，成为生命周期评价研究出现飞跃的一个里程碑。 目前生命周期评价在方法论上还不十分成熟。SETAC和ISO 积极促进生命周期评价方法论的国际标准化研究。 ISO14040标准《生命周期评价-原则与框架》已于1997年颁布，该标准体系目的是对生命周期评价的概念、技术框架及实施步骤进行标准化。 欧洲、美国、日本等国家和地区制定了一些促进LCA的政策和法规，如“生态标志计划”、“生态管理与审计法规”、“包装及包装废物管理准则”等。因此，这一阶段出现了大量LCA案例，如日本已完成数十种产品的LCA，丹麦用3年时间对10种产品类型进行了LCA等。 1996年，第一份专门关注生命周期评价的学术期刊《International Journal of Life Cycle Assessment》
电机的寿命和可靠性 绝缘——影响寿命和可靠性的关键因素 在国民经济和社会生活领域里，电机已经得到了越来越广泛的应用，电机的寿命及使用可靠性也越来越被人们所关注。在正常使用的条件下，电机的寿命一般定义为10——15年。传统的观念认为，影响电机寿命的主要因素是绝缘的老化，因此绝缘结构的确定、绝缘材料的选用，就成为电机设计制造的首要任务之一。 绝缘系统的选择主要取决于电机的电压等级和耐温要求，而同一等级使用哪一种绝缘材料，则要综合考虑其耐温要求，机械性能，电气性能及使用工艺性能等因素后最终选定。 电机对地绝缘（亦称主绝缘）的等级决定了电机的绝缘等级，一台电机上可以按不同部位的发热状况和使用要求，来选用不同等级的绝缘材料，而不必规定一台电机上所有的部位必须选用同一等级的绝缘材料。 微电机常用电气绝缘材料的耐热等级和允许的极限使用温度见下表： 表1
电机各导电部件由于电位不同，因此须用绝缘材料将其分隔开。按使用部位及功能的不同，常分为以下几种： 1、对地绝缘：指电机带电部位与接地部位（如铁芯、机壳、轴等）之间隔开所用的绝缘，为环氧粉沫涂敷，DMD纤维纸，聚酯薄膜纸，尼龙一体成型槽绝缘等。 2、匝间绝缘：指一个多匝绕成的线圈，电位不同相邻匝间的绝缘，微电机中一般是漆包线本身的外包漆作为匝间绝缘。 3、层间绝缘：指电枢线圈在槽内或端部上下层之间分隔开所用的绝缘，微电机中常用漆包线本身的外包漆作为层间绝缘。 4、相间绝缘：指放置于同一部位的电位不等的几种线圈之间隔离所用的绝缘，如交流电机不同相（A、B、C相）之间，不同激磁方式直流电机的激磁绕组（串激、复激、他激）及不同转速档（高速、中速、低速）各激磁线圈之间所用的绝缘。 二、合理设计——电机寿命和可靠性的先天保证 电机设计是产品质量链中的第一环节，如果设计不合理，甚至不
在监察工作中，发现电气线路普遍存在电缆老化、破损现象，为保证安全生产、人身财产安全，建议对老化、破损电缆以及超期使用的电缆进行更换，为达到从根本控制电缆老化、破损出此报告，目的是从技术标准角度控制电缆老化的速度以及减免电缆破损，提高电缆的使用效率，避免人为的失误造成的资源浪费。 电缆老化、破损的原因分析： 1)外力损伤 电缆搬运过程以及敷设安装不规范，容易造成机械损伤；在直埋电缆上搞土建施工也极易将运行中的电缆损伤等。如果损伤不严重，要几个月甚至几年才会导致损伤部位彻底击穿形成故障，破坏严重的可能发生短路故障，直接影响用电单位的安全生产。 2)绝缘受潮 一般发生在直埋或排管里的电缆接头处。电缆接头制作不合格和在潮湿的气候条件下做接头，会使接头进水或混入水蒸气，时间久在电场作用下形成水树枝，逐渐损害电缆的绝缘强度而造成故障。 3)化学腐蚀 电缆直接埋在有酸碱作用的地区，往往会造成电缆的铠装、铅皮或外护层被腐蚀，保护层因长期遭受化学腐蚀或电解腐蚀，致使保护层失效，绝缘降低，也会导致电缆故障。 4)长期过负荷运行 超负荷运行，由于电流的热效应，负载电流通过电缆时必然导致导体发热，同时电荷的集肤效应以及钢铠的涡流损耗、绝缘介质损
耗也会产乍附加热量，从而使电缆温度升高。长期超负荷运行时，过高的温度会加速绝缘的老化，以至绝缘被击穿。尤其在炎热的夏季，电缆的温升常常导致电缆绝缘薄弱处首先被击穿，因此在夏季，电缆的故障也就特别多。 5)电缆接头故障 电缆接头是电缆线路中最薄弱的环节，由人员直接过失(施工不良)引发的电缆接头故障时常发生。施工人员在制作电缆接头过程中，如果有接头压接不紧、加热不充分等原因，都会导致电缆头绝缘降低，从而引发事故。 6)环境和温度 电缆所处的外界环境和热源也会造成电缆温度过高、绝缘击穿，甚至爆炸起火。 7)电缆本体的正常老化或自然灾害等其他原因。 电线电缆在现代化生产生活中高度普及，任何需要电力驱动的机械都离不开电线电缆的支持。电线电缆的主要构成是金属丝、绝缘套和保护套，这就要求电线电缆的运送和保管必须严格和慎重，避免电线电缆在运输保管中出现损坏。 1）电线电缆在运输过程中应避免从高处坠落的现象，更禁止装卸时从高处扔下电线电缆，特别是在温度较低的条件下（一般为5℃以下），电线电缆的绝缘套、保护套较为脆、硬，高空摔落会导致绝缘套和保护套开裂。
浅析电缆绝缘老化机理及诊断方法 发表时间：2018-06-25T17:00:30.107Z 来源：《电力设备》2018年第4期作者：李杨杰[导读] 摘要：电力电缆作为主要的电力输送介质，是我国电网的重要组成部分，电缆在使用过程中，由于光照、水分或者其他外力因素会造成电缆的绝缘老化，造成电力故障或者系统瘫痪，给人们的生活、工业的正常运行带来了极大的危害。 （国网厦门供电公司厦门市思明区 361002） 摘要：电力电缆作为主要的电力输送介质，是我国电网的重要组成部分，电缆在使用过程中，由于光照、水分或者其他外力因素会造成电缆的绝缘老化，造成电力故障或者系统瘫痪，给人们的生活、工业的正常运行带来了极大的危害。本文旨在分析了电缆绝缘老化的机理及表现形式，同时也阐述了一些电缆绝缘老化的诊断方法。 关键词：电缆；绝缘老化；诊断 随着我国经济的不断发展，对于电力的需求越来越旺盛，电力资源可以称为是国民经济的心脏，电缆就是心脏的主动脉，可以说电缆在电力传输中发挥了重要的作用。但是随着电缆的大量使用，电缆的问题不断地出现，据研究表明，电缆出现故障的原因60%-80%是由于电缆绝缘老化所引起的，电缆绝缘成因多种多样，其中主要可以分为热老化、电气老化、水老化、机械老化等等几种，电缆绝缘老化会造成各种各样的电力故障，因此对电缆绝缘老化机理的研究是非常有必要的，并且本文还提出了一些电缆绝缘老化的检测方法。 一、电缆绝缘老化的成因 1.1 热老化 在电缆的正常使用中，电缆的温度不得高于90摄氏度，一旦温度过高，会造成绝缘材料易于与空气中的氧发生氧化反应，造成绝缘材料的老化，使得电气特性降低。温度的来源主要是外界环境温度和本身在电力输送阶段由于电缆的电阻产生的热量，当温度升高时绝缘材料的化学性质变得更加活泼，极易发生氧化反应，同时，温度的升高也会使得绝缘材料的内部化学键的不稳定，造成本身材料的分解，加速绝缘老化的进程，温度增加也会使绝缘材料的物理性质发生变化，使得材料的伸长率增大、拉伸强度降低，造成绝缘材料的机械性能降低。 1.2电气老化 电气老化是指在电力的长期输送过程中，在外界电场的作用下，会使得电缆质量降低，在有可能出现电缆破裂的地方，会产生局部的放电，局部放电一方面提升了电缆的温度，加速了绝缘材料老化，另一方面，会产生一定的场强，在场强的作用下，电子数量急剧增加，从而产生电击穿现象，破坏了绝缘材料。 1.3机械老化 机械老化是指在电缆的生产、安装、运输过程中，由于外力引起的老化。当在安装过程中，电缆遭到了超过限度的折弯、拉伸都会对绝缘材料产生破坏，除了这种在人为上的机械外力，还有一部分是由于其他因素引起的机械老化，在一些恶劣环境中布置电缆时，外界环境温差比较大，由于电缆热胀冷缩的特性，会造成对绝缘材料的拉伸和压缩现象，长此以往，会造成电缆绝缘材料产生细小的裂纹，造成绝缘材料的失效、老化。 1.4水老化 水老化是电缆老化的一种常见现象，在电缆的使用过程中，电缆的周围会产生一定的电场，由于空气中含有一定的水分，在电场和水分的双重作用下，绝缘材料会产生电场分布不均匀的现象，在电场集中地位置会产生树枝化，一般被称为水树枝，水树枝在电缆中会造成局部应力的提高，造成电缆绝缘材的损坏。 1.5环境老化 电缆的使用环境非常复杂，在一些场所中，由于环境中污染物的影响，例如油污、化学腐蚀品等会对电缆绝缘物质造成腐蚀，造成电缆绝缘材料老化，特别是在一些化学工厂中，要更加注意电缆的防腐工作。同时，在地下电缆中，由于土壤的酸碱度的影响也会加速绝缘材料的老化，地下的微生物促进有机物质发生化学反应，产生一系列的对绝缘材料有害物质，也会加速电缆绝缘老化。 二、电缆绝缘老化的诊断方法 2.1 根据测量电阻和泄露电流的诊断方法 电缆绝缘材料的电阻非常大，因此才能起到一定的绝缘作用，电阻一般应在200欧姆/千米以上，所以我们可以根据通过在电缆上施加直流电压的方法来测量绝缘材料的电阻，当发现电阻过小时或者泄漏电流比较大的时候就可以判断绝缘材料发生老化，但是在实际操作中要注意避免施加电压太高，以免造成对电缆性能的破坏。 2.2耐压测试法 采用超低频耐压的测试方法能够有效的发现电缆介质的进潮和水树枝缺陷，这种方法可以作为电缆的预防性测试方法。在做测试时时，将测试电压加载到电缆的两端，并设置仪器来测量电缆的漏电量，在保持电压一段时间后，如果漏电量保持在规定的范围内的话，就说明绝缘材料没有发生老化现象，但是超低频电压测试设备的一般输出电压不高，一般只适用于城市电缆的耐电压测试。 2.3微直流分量法 在电缆的使用过程中，可以通过微直流分量法来测量电缆绝缘物质的水树枝现象，因为在绝缘物质中产生水树枝现象后会引起电场和电流产生变化，利用该变化的电流和接地回路感应的微直流分量，通过低通滤波器的处理，然后将信号传输给测定装置，通过测定装置来判断微直流分量的大小和极性，来判断电缆绝缘物质的老化程度，并且还可以判断出水树枝的种类。微直流分量法属于一种在线检测技术，在检测的时候不影响电缆的正常使用，在实际的测试中，测试处在屏蔽带和接地极之间，不触及高压，保证了一定的安全性，但是这样的测试方法一般适用于电缆绝缘外层电阻比较高的情况。 三、结语 在我国电力输送系统中，电缆占据的重要的位置，电缆绝缘老化一直是一个非常重要的问题，本文对电缆绝缘老化的成因及机理做出了一定的探讨，绝缘材料老化的成因多种多样，在实际的使用过程中一方面要注重电缆安装使用规范，线路尽量避开恶劣的环境区域。另一方面在电缆的维护过程中要定期的对电缆进行监测，未来应该多多研究电缆绝缘老化的在线监测方法，这样可以减少很大的财力损失。在监测过程中一旦发生绝缘老化问题，要及时的处理，防止严重事故的发生。
电线电缆绝缘老化机理及其表现形式研究 【摘要】绝缘材料在使用一定的年限以后，绝缘性能都会呈现一定程度的劣化，这被称为“绝缘老化”。绝缘材料的老化原因是多样的、复杂的，最具代表性的主要有：热老化、机械老化、电压老化等。绝缘材料老化的表现主要有绝缘电阻下降、介质损耗增大等，对老化了的绝缘材料进行显微观察，可以发现树枝状结构存在。 【关键词】电线电缆；绝缘老化；电阻下降；介质损耗；绝缘检测；综合分析；不确定性 0 引言 据统计数据表明，电力设备运行中60%-80%的事故是由绝缘故障导致的，所以研究电力设备绝缘检测与诊断技术对于提高电力设备运行可靠性、安全性具有极其重要的意义。 1 绝缘老化机理 1.1 热老化 热老化指的是绝缘介质的化学结构在热量的作用下发生变化，使得绝缘性能下降的现象。热老化的本质是绝缘材料在热量的影响下发生了化学变化，所以热老化也被称为化学老化。一般情况下，化学反应的速度随着环境温度的升高而加快。用于绝缘的高分子有机材料会在热的长期作用下发生热降解，主要是氧化反应，这种反应也被称为自氧化游离基连锁反应，如聚乙烯的氧化反应就是从C-H 键中H 的脱离开始的。 热老化使得绝缘材料的电气和机械性能同时产生劣化，绝缘寿命减少，但是最显著的表现还是材料的伸长率、拉伸强度等机械特性的变化。 一般地区，大气的温度对热老化的作用不明显，炎热高温的地区作用相对大些，但不是主要因素，热老化主要是电力设备自身产生的比较大的热量所致，如电能损耗、局部放电等引起的较大的温升。为了防止绝缘材料被氧化，减缓连锁反应的速度，一般都是采用添加抗氧化剂的方法。聚乙烯的抗氧化剂常使用苯酚系化合物，其主要作用是提供H-，与氧化老化连锁反应中产生的COO-结合，以阻止连锁反应继续进行。 大量实践经验的积累表明绝缘材料的热老化寿命与温度的关系服从Arrhenius 定律，即下式： f（T）=f■exp-■
网络高等教育 本科生毕业论文（设计）题目：低压电缆绝缘状态检测方法
内容摘要 随着低压电缆在电网供电中的越来越广泛的使用，低压电缆的使用数量、长度有了很大的发展，随之故障也增多了。为了能提前预测低压电缆绝缘发展方向，低压电缆绝缘故障检测方法的研究应运而生，并且得到了很好的发展本文首先简述了低压电缆的研究现状和低压电缆绝缘故障类型及老化原因。随后，讨论低压电缆绝缘老化及其表现形式。在文章中，对低压电缆绝缘故障检测方法进行了归纳和总结，给出了各种检测方法的原理，并对各种测试方法的优缺点进行了比较分析，给出了种种测试方法的适用范围，以期为各种低压绝缘故障的检测系统方法选择提供了各种参考方法。用上述方法通过实验对电缆检测后，达到了预期检测的目的，对电缆的绝缘状态给出了总体的评评判。 关键词：低压电缆；介质损耗；老化；漏导电流
目录 内容摘要 ........................................................................................................................... I 1 绪论 . (1) 1.1 课题的背景及意义 (1) 1.2 国内外发展现状 (1) 1.3 本文主要研究内容 (2) 2 电缆故障类型及绝缘老化的原因 (3) 2.1 电缆故障的类型 (3) 2.1.1 接地故障 (3) 2.1.2 短路故障 (3) 2.1.3断线故障 (3) 2.1.4闪络性故障 (3) 2.2 电缆老化原因 (3) 2.2.1 电气老化 (4) 2.2.2 热老化 (4) 2.2.3 机械老化 (4) 2.2.4 水老化 (5) 3 低压电缆绝缘状态检测技术分析 (6) 3.1 低压电缆绝缘电阻的测试方法 (6) 3.1.1 测试中电压与时间的选择 (6) 3.1.2 低压电缆绝缘电阻的测量 (6) 3.2 低压电缆绝缘漏导电流检测方法 (7) 3.3 低压电缆绝缘介质损耗检测方法 (8) 3.3.1 低压电缆绝缘介质损耗的测量原理 (8) 3.3.2 低压电缆绝缘介质损耗的测量方法 (9) 3.4 低压电缆绝缘在线运行检测方法 (9) 3.4.1 直流叠加法 (9) 3.4.2 低频叠加法 (10) 3.4.3 交流叠加法 (11)
电缆老化的几点原因 电线电缆老化故障的最直接原因是绝缘降低而被击穿。导敏绝缘降低的凶素很多，根据实际运行经验，中华电缆交易网小编归纳起来不外乎以下几种情况。 1)电缆老化原因:外力损伤。由近几年的运行分析来看，尤其是在经济高速发展中的海浦东，现在相当多的电缆故障都是由于机械损伤引起的。比如：电缆敷设安装时不规范施工，容易造成机械损伤;在直埋电缆上搞土建施工也极易将运行中的电缆损伤等。l有时如果损伤不严重，要几个月甚至几年才会导致损伤部位彻底击穿形成故障，有时破坏严重的可能发生短路故障，直接影响电『舣J和用电单位的安全生产。 2)电缆老化原因:绝缘受潮。这种情况也很常见，一般发生在直埋或排管里的电缆接头处。比如：电缆接头制作不合格和在潮湿的气候条件下做接头，会使接头进水或混入水蒸气，时间久r在电场作用下形成水树枝，逐渐损害电缆的绝缘强度而造成故障。 3)电缆老化原因:化学腐蚀。电缆直接埋在有酸碱作用的地区，往往会造成电缆的铠装、铅皮或外护层被腐蚀，保护层因长期遭受化学腐蚀或电解腐蚀，致使保护层失效，绝缘降低，也会导致电缆故障。化：单位的电缆腐蚀情况就相当严重。 4)电缆老化原因:长期过负荷运行。超负荷运行，由于电流的热效应，负载电流通过电缆时必然导致导体发热，同时电荷的集肤效应以及
钢铠的涡流损耗、绝缘介质损耗也会产乍附加热量，从而使电缆温度升高。长期超负荷运行时，过高的温度会加速绝缘的老化，以至绝缘被击穿。尤其在炎热的夏季，电缆的温升常常导致电缆绝缘薄弱处首先被击穿，因此在夏季，电缆的故障也就特别多。线缆315网。 5)电缆老化原因:电缆接头故障。电缆接头是电缆线路中最薄弱的环节，由人员直接过失(施工不良)引发的电缆接头故障时常发生。施工人员在制作电缆接头过程中，如果有接头压接不紧、加热不充分等原网，都会导致电缆头绝缘降低，从而引发事故。 6)电缆老化原因:环境和温度。电缆所处的外界环境和热源也会造成电缆温度过高、绝缘击穿，甚至爆炸起火。
轨道交通用电缆故障原因、分析及解决方案 发表时间：2018-10-17T10:21:26.277Z 来源：《电力设备》2018年第19期作者：袁保平黄年华 [导读] 摘要：本文就目前电缆易出现的故障进行原因分析，从原材料配方、电缆结构的特点、生产工艺原因、使用安装不当、机械损伤、电缆的敷设及储存环境等角度展开探讨，同时对常见电缆故障提供解决方案，给电缆终端客户提供失效模式的应对措施参考。 （南京全信传输科技股份有限公司江苏省南京市 211151） 摘要：本文就目前电缆易出现的故障进行原因分析，从原材料配方、电缆结构的特点、生产工艺原因、使用安装不当、机械损伤、电缆的敷设及储存环境等角度展开探讨，同时对常见电缆故障提供解决方案，给电缆终端客户提供失效模式的应对措施参考。 关键词：轨道交通用电缆；故障原因；分析；解决 1 引言 我国目前已对机车车辆、城规、地铁、轻轨等轨道交通运输投入大量资金进行升级换代或改造，采用高速重载，以缓解交通运输和城市路面拥挤的状况。当前城市化发展迅速，轨道交通也为之迅猛，与之配套的电缆市场也更为广阔，同时由于电缆在生产制造、运输流转、保存及使用过程中的出现的故障问题也越来越多，以下就电缆故障原因进行深入分析，并展开探讨。 2 轨道交通用电缆故障失效模式 随着轨道交通产业的蓬勃发展，轨道交通用电缆的失效模式也多种多样，实际使用过程中发生最频繁也最尖锐的失效模式是护套开裂，下面将就护套开裂进行故障原因分析探讨。 2.1原材料及配方的局限 目前低烟无卤阻燃电缆料配方种类繁多，但主要成份基本趋于一致，主要由总量30%-35%左右聚烯烃树脂如EV A、PE、POE等基体，同时加入50%-60%左右无机填料如氢氧化铝、氢氧化镁、含氮磷体系化合物为阻燃剂，达到环保、低烟，阻燃，无卤的目的。此配方烟密度透光率高，卤含量低，阻燃效果好，缺陷是效率较低、加入量很大，使材料机械性能下降。阻燃剂成分表面含有羟基或其他极性基团，和聚烯烃基体树脂相容性较差，因而需增加填其他协效阻燃剂一种或数种组合，降低阻燃剂破坏高分子链间的连续性，减少分子链间的缠绕，使材料强度和韧性都降低等。同时还会加入少量加工助剂如抗氧剂、润滑剂等和色粉等，为了某些特殊的性能还会加入一些特性材料，如的抗氧剂及稳定剂等。 综上，为保证电缆的性能，加入了大量阻燃剂及各种助剂等，造成护套物理机械性能的下降，给电缆后续使用过程中埋下了隐患。监测方式：如果是材料配方变化的问题，目前通用的方式是采用光谱方法鉴别控制，事先将验证合格、取得合格报告的电缆材料做光谱分析报告存档，以备后续比对。 2.2 电缆结构的特点 轨道交通用控制及电力电缆产品中带屏蔽层的电缆占不少数，带编织层的电缆弯曲时内部金属层会产生大的侧应力，或存在飞边、缺口、划伤或切入护套使护套受伤，且编织层会与护套粘连等，都会产生局部应力集中，因此带编织层的电缆外护套更容易发生开裂。在设计时要充分考虑到此结构带来的护套易开裂的影响，通过合理的结构设计规避或降低此风险。 2.3生产工艺原因 在电缆的护套挤出过程中，若模具配置不合理、对加料各区温度控制不精准、冷却方式选择不合适、收线盘半径过小等，都会使低烟无卤阻燃聚烯烃护套内存在较大的内应力，为后续电缆使用过程中带来隐患。 螺杆模具：由于无卤阻燃护套料中含有较多的阻燃填充剂，材料硬度较高，挤塑护套比较困难，挤出螺杆选用不当或模具选配不匹配时会导致护套塑化不良或存在气孔，从而影响护套的机械物理性能，长期使用造成性能下降开裂； 温度控制：低烟无卤阻燃聚烯烃外护套的挤塑温度范围较窄，温度控制难度较大，如果厂家加工时未能根据挤塑状态合理控制各挤塑段温度，材料的塑化就达不到理想状态，胶料在机筒内的流动、剪切、压缩形成的应力造成挤出后护套的机械性能下降。 冷却方式：冷却方式不完善会造成外护套外侧已经冷却定型，而护套内侧还比较软，未完全冷却定型，此时护套内侧最容易遭受内层线缆结构作用力的损伤，如果卷绕到弯曲半径较小的收线盘上，增加护套开裂的隐患。对此一般采取渐进冷却方式，先用温水冷却，后用冷水冷却，逐步降温；同时延长冷却时间和水槽长度，配合适当的生产速度，使外护套的温度均匀释放、充分冷却，确保卷绕到收线盘时，已经充分冷却定型。 监测方式：如果是工艺原因造成的护套开裂，那么证明护套本身在生产过程中即存在缺陷，一般可以通过几步来分析验证：一是查看外观，切片查看是否有气孔，表面是否毛糙不光洁；二是测机械性能，测试护套的机械强度是否偏低，断裂伸长率是否偏低；三是测该护套材料的老化、耐油、耐酸碱性能是否满足标准要求。通过这几步测试基本可以判定护套的工艺是否合格。 2.4 使用安装不当 安装使用过程中根据不同的安装使用环境要尽量避免人为的或外来的机械损伤，一般要按照厂家提供的安装使用说明或行业的安装敷设规范进行，避免操作不当造成电缆开裂；另外还要注意避免电缆直接长期接触腐蚀性物质； 2.5 机械损伤 机械损伤引起的电缆故障占电缆事故很大的比例。有些机械损伤很轻微，当时并没有造成故障，但在几个月甚至几年后损伤部位才发展成故障。造成电缆机械损伤的主要有以下几种原因： a）在安装时不小心碰伤电缆，机械牵引力过大而拉伤电缆，或因电缆过度弯曲而损伤电缆； b）震动或冲击性负荷会造成电缆的裂损； c）因自然现象造成的损伤：如中间接头或终端头内绝缘胶膨胀而胀裂外壳或电缆护套；因电缆自然行程使装在管口或支架上的电缆外皮擦伤； 2.6 电缆的敷设及储存环境 电缆敷设中因敷设走向的需要、敷设空间的限制，要弯曲和捆扎，存在弯曲应力和外力作用。电缆在夏季酷暑暴露于阳光下，向阳面温度很高，温差造成热胀冷缩所产生的应力与拉应力综合作用，会加速护套开裂。 安装于电缆密集区、电缆沟及电缆隧道等通风不良处的电缆、穿在干燥管中的电缆以及电缆与热力管道接近的部分等都会因本身过热
第37卷第5期 湖南电力 HUNAN ELECTRIC POWER2017年10月 doi:10. 3969/j. issn. 1008-0198. 2017. 05. 008 某水电厂变压器绝缘介电频率响应试验 及绝缘老化评估 任章鳌\李晓江2,郝剑波\闫迎\晏桂林1 (1.国网湖南省电力公司电力科学研究院，湖南长沙410007; 2.国网湖北省电力公司荆门供电公司，湖北荆门448000) 摘要：通过将介电频率响应技术（DFR)应用于某水电厂的变压器的含水量诊断试 验，对比该变压器的电气绝缘试验和油化试验结果，有效地验证了该变压器的绝缘性 能。同时对该变压器的绝缘老化进行评估，其评估结果成功指导了电厂对该变压器的检 修维护。 关键词：介电频率响应技术（DFR);含水量诊断；油化试验；绝缘老化评估 中图分类号：TM855 文献标志码：B文章编号：1008-0198(2017)05-0033-03 Insulation Dielectric Frequency Response Test and Insulation Aging Evaluation of Transformer in a Hydropower Plant REN Zhang,ao1 , LI Xiaojiang2, HAO Jianbo1 , YAN Ying1, YAN Guilin1 (1. State Grid Hunan Electric Power Corporation Research Institute, Changsha 410007, China; 2. State Grid Hubei Electric Power Corporation Jingmen Power Supply Company, Jingmen 448000, China) Abstract：In this paper, the dielectric frequency response technique (DFR) is applied to the water quality diagnosis test of a transformer in a hydropower plant, and the test results are compared with the electrical insulation test and the oil test results of the transformer. It effectively verify the insulation performance of the transformer. Meanwhile, the operation status of the transformer is evaluated, and the evaluation results have successfully guided the maintenance and maintenance of the transformer. Key words：dielectric frequency response technology (DFR) ；water content diagnosis；oil test；insulation aging evaluation 随着社会的发展，电网容量的扩大以及变压器 智能化项目的大力推广，电力系统安全运行的要求 也越来越高，一些运行的变压器存在着潜在的运行 风险。而对于那些运行年代较久的变压器，由于当 时生产工艺及设计上存在的缺陷以及材料品质的局 限性，在网运行存在风险。变压器故障概率与变压 器役龄、运行工况、维护状况相关。变压器出现故 障所造成的经济损失和社会影响是巨大的。 变压器的状态及风险评估是制定变压器最佳维 护方案的关键，确保其稳定性和可靠性，从而在减 少变压器运行成本的基础上延长其使用寿命。目前 对变压器状态和风险评估基本的诊断方式有外观检查、常规油样测试（SOT)和油中溶解气体检查 (DGA),而较为高级的诊断方法有频谱响应分析 (FRA)、有载调压开关震动诊断、绝缘频率响应 (DFR)和局放分析等。 绝缘介质频率响应技术是检测油纸绝缘含水量 的一种无损诊断技术，该技术是通过油纸绝缘的介 电响应规律判断其含水量。油浸变压器，传统的检 测绝缘件中的水份的方式有萃取法：是产品排油 后，手工取出绝缘件样品，送化验室用微水仪分 析，难度大。平衡曲线法：需长时间连续监测温度 和油中微水，推断绝缘件的含水量，误差大。露点 法：产品排油后注人氮气，测量气体的露点推算绝 收稿日期：2017-03-01改回日期：2017-04-25 ? 33 ?
电线电缆绝缘材料及护套材料的老化分析耿绍雄 摘要：电线电缆产品需求量的不断增加，进一步加剧了市场竞争的激烈程度。 各企业为在电线电缆行业中获得更大的市场份额，开始加大了对产品材料成本以 及生产工艺等内容的研究力度。电线电缆绝缘材料以及护套材料性能直接影响了 电线电缆的质量问题、应用范围以及应用时间。文章便结合电线电缆绝缘材料及 护套材料常出现的质量问题，特别是针对于电线电缆绝缘材料及护套材料的老化 问题进行探讨与分析。 关键词：电线电缆；绝缘材料；护套材料；老化；质量 为了妥善解决市场产品同质化严重问题，保证企业自身竞争实力，电线电缆 生产企业开始加大了对产品自身加工材料以及加工工艺的研究力度，期望通过合 理研究，及时发现传统产品生产弊端，进而对其展开针对性的调整，为企业获取 到更加可观的经济收益。在正式展开产品绝缘与护套材料研究之前，首先应对电 线电缆基本情况展开研究，以为后续分析工作开展奠定良好基础[1]。 1电线电缆绝缘材料及护套材料的重要性 在电线电缆企业的实际生产过程当中，由于电线电缆绝缘材料以及护套材料 在整个材料的总成本不到20%，因此很多电线电缆企业往往都忽视了绝缘材料以 及护套材料的重要性，那么质量也极其容易被忽视，从而便导致了在供应商的选 择上，材料型号的选择以及检验标准方面存在着很大的漏洞。实际上，绝缘材料 以及护套材料质量决定了电线电缆的绝缘性能，耐环境条件性能以及抗老化性能。因此，在电信电缆的产品检验标准中，70%的检验应在电线电缆绝缘材料以及护 套材料的质量检验相关。而绝缘材料以及护套材料的质量不易控制。电线电缆绝 缘材料以及护套材料的检验需要用专门的设备来进行，而样品的制备过程也相当 复杂，而且部分的性能测试检验长达十天左右。因此，绝缘材料以及护套材料的 质量问题不易控制。而实际上若是能够做好成品的检验以及供应商的管理工作后，绝缘材料以及护套材料的质量问题是可以得到有效的控制的。所以有效的提高绝 缘材料以及护套材料的质量问题是提高电线电缆质量的重要基础[2]。 2电线电缆绝缘材料老化分析 2.1绝缘材料需要经受的考验 在电线电缆传导电流主要是铜蕊线，起隔垫作用的主要是包在电线电缆外的 绝缘材料。绝缘材料的作用便是将两个带电体或是将带电体与导电的物体以及地 面隔开，包裹住带电部位，防止被人体接触发生触电意外。因此，绝缘材料一方 面传导电流方向，防止了电流的外泄，另一方面则是对金属带电体起到了保护作用。因此在电出现之后，首先便是要寻找不导电的绝缘材料。在电线电缆当中， 绝缘材料含长时间连续性的进行散热冷却来支撑和固定电线电缆的正常运作。在 电线电缆的制造过程当中，绝缘材料便是第一道考验。由于一些客观上的因素， 例如电工安装电线电缆的过程当中进行粗暴的对待，胡乱的拉扯，挤压，便可造 成电线电缆的绝缘材料的磨损。这边要求电线电缆的绝缘材料具有较强的抗扭拉 抗磨损能力[3]。 2.2绝缘材料的热老化 绝缘材料的化学结构长期在热的环境作用下而产生变化，使节原材料的绝缘 性能有所降低现象是热老化。电线电缆的热老化产生的原因就是绝缘材料长期在 高热的温度下自身产生了化学变化。通常温度越高，其化学反应便越快。长期高 温下，绝缘材料的高分子会发生热降解。热老化是绝缘材料由于长期高温发生了