一種利用極化電流評(píng)估交聯(lián)聚乙烯中壓電纜絕緣的方法
【專利摘要】一種利用極化電流評(píng)估交聯(lián)聚乙烯中壓電纜絕緣的方法：S1，將一直流高壓電源(10)的高壓端和低壓端，分別與所述交聯(lián)聚乙烯中壓電纜樣品(11)的線芯與金屬屏蔽層直接相連，輸出電壓-1kV,產(chǎn)生電纜極化電流；樣品包括新品及各種不同老化程度電纜；S2，利用微弱電流檢測計(jì)(12)連接在回路電壓端上檢測電纜樣品的極化電流，傳送至并通過電腦(13)進(jìn)行實(shí)時(shí)保存極化電流數(shù)據(jù)；S3，利用擴(kuò)展德拜模型對(duì)極化電流進(jìn)行擬合獲取模型參數(shù)，利用傅里葉變換得到0.001～0.5Hz低頻下的介質(zhì)損耗譜，通過對(duì)比不同電纜的介質(zhì)損耗譜，對(duì)相對(duì)老化程度進(jìn)行評(píng)估。本發(fā)明測試流程簡便，無破壞性，對(duì)局部嚴(yán)重缺陷反映靈敏，從老化機(jī)理上對(duì)XLPE電纜的整體老化程度進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果更具說服力。
【專利說明】一種利用極化電流評(píng)估交聯(lián)聚乙烯中壓電纜絕緣的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種評(píng)估交聯(lián)聚乙烯中壓電纜絕緣的方法，尤其是涉及一種利用極化 電流評(píng)估交聯(lián)聚乙烯中壓電纜絕緣的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 交聯(lián)聚乙烯（XLPE)電力電纜的結(jié)構(gòu)從里向外為線芯、內(nèi)半導(dǎo)體層、XLPE絕緣層、 外半導(dǎo)體層、金屬屏蔽層和外護(hù)套，該種電纜憑借其優(yōu)異的熱導(dǎo)、機(jī)械和電氣性能及易安裝 維護(hù)、介質(zhì)損耗低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于城市配電網(wǎng)中。電纜運(yùn)行過程中，在水分和電場的 共同作用下會(huì)形成水樹枝，水樹枝可進(jìn)一步發(fā)展成為電樹枝，這會(huì)使電纜絕緣性能下降，有 時(shí)會(huì)使絕緣被擊穿，造成電纜故障。因此需要找到電纜絕緣現(xiàn)場診斷的方法，評(píng)估電纜的絕 緣狀況。
[0003] 對(duì)于電纜絕緣老化檢測方法，按照試驗(yàn)時(shí)電纜所處的運(yùn)行狀態(tài)可以分為離線檢測 方法、帶電檢測方法和在線檢測方法。在線檢測的方法較為成熟，但由于受到現(xiàn)場惡劣環(huán)境 以及運(yùn)行電壓的干擾，使得監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確度不足，難以在電力系統(tǒng)中推廣；帶電檢測方法是 在系統(tǒng)不停電的狀態(tài)下進(jìn)行的測量，能較有效的排除環(huán)境的干擾，但帶電檢測方法僅停留 在"發(fā)現(xiàn)問題"的階段，無法對(duì)電纜老化程度進(jìn)行量化判斷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種利用極化電流評(píng)估交聯(lián)聚乙烯中壓電 纜絕緣的方法，其檢測準(zhǔn)確度高且能對(duì)電纜老化程度進(jìn)行量化判斷。
[0005] 解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0006] -種利用極化電流評(píng)估交聯(lián)聚乙烯中壓電纜絕緣的方法，其特征是包括以下步 驟：
[0007] S1，將一直流高壓電源10的高壓端和低壓端，分別與所述交聯(lián)聚乙烯中壓電纜樣 品11的線芯與金屬屏蔽層直接相連，輸出電壓-lkV，產(chǎn)生電纜極化電流；
[0008] 所述的樣品包括新品電纜及各種不同老化程度電纜；
[0009] S2,利用微弱電流檢測計(jì)12連接在回路電壓端上檢測電纜樣品11的極化電流，傳 送至并通過電腦13進(jìn)行實(shí)時(shí)保存極化電流數(shù)據(jù)；
[0010] S3,利用擴(kuò)展德拜模型對(duì)極化電流進(jìn)行擬合獲取模型參數(shù)，利用傅里葉變換得到 0. 001?0. 5Hz低頻下的介質(zhì)損耗譜，通過對(duì)比不同電纜的介質(zhì)損耗譜，對(duì)不同電纜的相對(duì) 老化程度進(jìn)行評(píng)估。（本步驟是現(xiàn)有技術(shù)）
[0011] 本評(píng)估方法只是用于區(qū)分電纜之間的相對(duì)老化程度，尚不能進(jìn)行剩余壽命評(píng)估。
[0012] 有益效果：本發(fā)明的極化電流法是一種離線的XLPE電纜絕緣老化評(píng)估方法，具體 檢測過程在電纜線芯和金屬屏蔽層之間施加直流電壓，測量加壓過程中交聯(lián)聚乙烯中壓電 纜的極化電流，根據(jù)電纜擴(kuò)展德拜模型理論，通過分析不同老化時(shí)間的交聯(lián)聚乙烯電纜絕 緣的極化電流，轉(zhuǎn)換為低頻下介質(zhì)損耗因數(shù)譜，評(píng)估交聯(lián)聚乙烯中壓電纜的絕緣水樹老化 狀態(tài)。本法測試流程簡便，無破壞性，對(duì)局部嚴(yán)重缺陷反映靈敏，從老化機(jī)理上對(duì)XLPE電纜 的整體老化程度進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果更具說服力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明的利用極化電流評(píng)估交聯(lián)聚乙烯中壓電纜絕緣的方法接線示意圖；
[0014] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的電纜擴(kuò)展德拜模型的電路示意圖；
[0015] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的老化前后交聯(lián)聚乙烯電纜樣品的介質(zhì)損耗頻譜。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0017] 本發(fā)明的利用極化電流法評(píng)估交聯(lián)聚乙烯中壓電纜絕緣的方法實(shí)施例，包括以下 步驟：
[0018] S1，將一直流高壓電源10(大于或等于1000V)的高壓端和低壓端，分別與所述交 聯(lián)聚乙烯中壓電纜樣品11的線芯與金屬屏蔽層直接相連，產(chǎn)生電纜極化電流；
[0019] 所述的樣品包括新品電纜及各種不同老化程度電纜；S2,利用微弱電流檢測計(jì)12 連接在回路的低壓端上檢測電纜樣品11的極化電流，傳送至并通過電腦13進(jìn)行實(shí)時(shí)保存 極化電流數(shù)據(jù)；
[0020] S3,利用擴(kuò)展德拜模型對(duì)極化電流進(jìn)行擬合獲取模型參數(shù)，利用傅里葉變換得到 低頻下的介質(zhì)損耗譜，通過對(duì)比不同電纜的介質(zhì)損耗譜，對(duì)其老化狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。
[0021] 在本發(fā)明實(shí)施例中，如圖1對(duì)新電纜和老化電纜樣品進(jìn)行極化電流測量。
[0022] 直流高壓電源10的高壓輸出端用于與電纜樣品11的線芯連接，輸出電壓為-lkV， 用于產(chǎn)生電纜極化電流，低壓端與電纜樣品11的金屬屏蔽層直接相連，同時(shí)，利用微弱電 流檢測計(jì)12檢測電纜樣品11的極化電流，并通過電腦13實(shí)時(shí)保存極化電流數(shù)據(jù)。
[0023] 在本發(fā)明實(shí)施例中，如圖2所示的電纜擴(kuò)展德拜模型，對(duì)極化電流進(jìn)行擬合獲取 擴(kuò)展德拜模型中的電阻（R i)和電容（Ci)參數(shù)，利用傅里葉變換計(jì)算獲取不同老化時(shí)間電纜 樣品在低頻下（〇. 001?〇. 5Hz)的損耗因數(shù)譜，如公式（1)所示。

【權(quán)利要求】
1. 一種利用極化電流評(píng)估交聯(lián)聚乙烯中壓電纜絕緣的方法，其特征是包括以下步驟： S1，將一直流高壓電源（10)的高壓端和低壓端，分別與所述交聯(lián)聚乙烯中壓電纜樣品 (11)的線芯與金屬屏蔽層直接相連，輸出電壓-lkv，產(chǎn)生電纜極化電流； 所述的樣品包括新品電纜及各種不同老化程度電纜； 52, 利用微弱電流檢測計(jì)（12)連接在回路電壓端上檢測電纜樣品（11)的極化電流，傳 送至并通過電腦（13)進(jìn)行實(shí)時(shí)保存極化電流數(shù)據(jù)； 53, 利用擴(kuò)展德拜模型對(duì)極化電流進(jìn)行擬合獲取模型參數(shù)，利用傅里葉變換得到 0. 001?0. 5Hz低頻下的介質(zhì)損耗譜，通過對(duì)比不同電纜的介質(zhì)損耗譜，對(duì)相對(duì)老化程度進(jìn) 行評(píng)估。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK104459486SQ201410691172
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】徐曉剛, 李鑫, 李化, 陳曉科, 汪進(jìn)鋒, 黃楊玨, 葉剛, 林福昌, 劉毅, 張欽 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院, 華中科技大學(xué)