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可靠性理论是从十九世纪20年代发展起来的一门科学,可靠性理论认为研究对象所受的应力及本身的强度是呈一定的概率分布的,设计对象的可靠程度不仅受到所取安全系数的影响,还受到应力和强度离散程度的影响.该文利用可靠性理论提出了XLPE电缆绝缘可靠性研究和评估的电压-绝缘强度干涉模型.利用此模型,对XLPE电缆绝缘可靠度计算的推导,提出了XLPE电缆可靠性研究和评估所需的参数.这些参数包括绝缘最小击穿强度、XLPE电缆的老化指数、温度系数、电缆在制造过程中绝缘厚度的随机分布参数.这些参数也是采用安全系数法确定电缆绝缘厚度和电缆制造过程中所需测试的,因此在没有增大测试量的基础上,使XLPE电缆绝缘确定更加科学、更加符合实际情况,并能用具体的可靠度数据来描述电缆的可靠性,这是安全系数法所不具备的.按照对XLPE电缆进行可靠性研究所需参数的要求,提出了必要的可靠性试验内容及条件,设定了小试样(即样本个体)的抽取、制备方法、形状及尺寸,以及试样与实际电缆绝缘可靠度的等效性原则.在此基础上,对从国产220kV XLPE电缆绝缘层中所制得的试样进行了击穿试验,得到了XLPE电缆绝缘最小击穿强度与绝缘厚度的关系.应用所提出的动态电压-绝缘强度干涉模型对高压XLPE电缆进行了可靠性评估和可靠寿命的计算.对220kV XLPE电缆试样进行了加速老化试验,得到了国产高压XLPE电缆的老化指数.电树枝化老化是影响XLPE电缆绝缘性能可靠度的重要原因.XLPE电缆绝缘中引发电树枝的缺陷主要有三种:微孔、杂质及半导电层上的凸起.该文建立了XLPE电缆绝缘的耐电树枝起始可靠性模型,并采用针-板电极模拟了绝缘中的缺陷,测试了从国产高压XLPE电缆绝缘层所取得试样的电树枝起始场强.利用所提出的耐电树枝起始可靠性模型计算了国产高压XLPE电缆绝缘中允许的缺陷尺寸,讨论了缺陷尺寸分布对于XLPE电缆耐电树枝起始可靠度的影响.同时,该文利用从国产220kV XLPE电缆绝缘层中所制得的试样对绝缘设计所需的相关参数进行了系统试验.绝缘厚度设计所得的结果与国外类似电压等级电缆的厚度基本相同.依据可靠性理论和试验结果提出在中国现有工艺条件下制造500kV XLPE超高压电缆应采用的材料和参数方案的建议.这对于国内高压、超高压XLPE电缆的绝缘结构设计具有一定的参考价值,可以减少设计成本.