本發(fā)明涉及一種交聯(lián)聚乙烯短電纜加速老化的試驗(yàn)架，用于交聯(lián)聚乙烯電力電纜的加速老化，以便更好的研究交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣的水樹(shù)老化機(jī)理及抑制措施。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，隨著我國(guó)城市用電量的與日俱增，城市電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。相比于傳統(tǒng)的架空線路，交聯(lián)聚乙烯(crosslinkedpolyethylene，xlpe)電力電纜由于供電可靠性高，布線不受地面、空間建筑物的影響，有利于美化城市等諸多優(yōu)點(diǎn)，在配電網(wǎng)中被大量敷設(shè)使用。然而，由于我國(guó)早期的電力和生產(chǎn)企業(yè)相對(duì)欠缺電纜生產(chǎn)制造、安裝敷設(shè)以及運(yùn)行維護(hù)等方面的手段和經(jīng)驗(yàn)，大量在運(yùn)行的地下電纜存在溝道積水嚴(yán)重、共溝率高、過(guò)負(fù)荷和散熱難等問(wèn)題，這些導(dǎo)致在運(yùn)行的電纜絕緣內(nèi)部存在不同程度的水樹(shù)老化問(wèn)題。一般10kv交聯(lián)聚乙烯電纜設(shè)計(jì)壽命為20到30年，而有研究表明運(yùn)行超過(guò)15年時(shí)，其擊穿電壓降幅可能達(dá)到50％左右。隨著早期鋪設(shè)的地下電纜運(yùn)行年限逐漸增長(zhǎng)，部分電纜進(jìn)入故障高發(fā)期，到2009年運(yùn)行年限超過(guò)10年的電纜已接近40％，存在極大的安全隱患。

絕緣老化是除外力破壞外導(dǎo)致電纜停電事故的最主要的原因，而水樹(shù)老化是電纜絕緣老化和壽命縮短的主要形式。因此，在過(guò)去的幾十年中，許多國(guó)內(nèi)外學(xué)者致力于電纜中水樹(shù)的生長(zhǎng)機(jī)理及其抑制措施的研究。由于正常運(yùn)行的電纜在較為惡劣的環(huán)境下運(yùn)行15年左右才會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的水樹(shù)老化問(wèn)題，為了更好地研究電纜絕緣的水樹(shù)老化機(jī)理及抑制措施，需要能夠針對(duì)尚未投入運(yùn)行的新xlpe電纜研究出一種加速水樹(shù)老化技術(shù)及加速老化裝置，用來(lái)加速電纜絕緣的劣化和促進(jìn)交聯(lián)聚乙烯中水樹(shù)的生長(zhǎng)，并研究水樹(shù)老化過(guò)程中交聯(lián)聚乙烯電纜發(fā)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)和隨之帶來(lái)的介電性能變化。

針對(duì)現(xiàn)有水樹(shù)加速老化技術(shù)，如何對(duì)一批數(shù)量較多的交聯(lián)聚乙烯電力電纜，實(shí)現(xiàn)集中穩(wěn)定放置交聯(lián)聚乙烯電纜樣本，保證試驗(yàn)條件的相同、所有樣本的可靠接地和高壓引入單元的均一性成為亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種針對(duì)交聯(lián)聚乙烯電纜的老化試驗(yàn)架，用以固定放置一定數(shù)量的電纜樣本，保證老化樣本試驗(yàn)條件的均一性，并引入高頻高壓電源同時(shí)老化數(shù)量在20～30根左右的電纜樣本，并老化出形態(tài)與實(shí)際運(yùn)行老化水樹(shù)形態(tài)形似的交聯(lián)聚乙烯水樹(shù)樣本。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，主要包括以下的幾個(gè)方面：

如何集中固定放置一定數(shù)量的交聯(lián)聚乙烯電力電纜；

如何保證所有交聯(lián)聚乙烯電纜樣本的可靠統(tǒng)一接地；

如何引入交聯(lián)聚乙烯電纜加速老化所需要的高頻高壓；

本發(fā)明采用了鋁合金作為交聯(lián)聚乙烯短電纜加速老化試驗(yàn)架的主體材料，試驗(yàn)架每層均有橢圓形的電纜凹槽，用以固定放置電纜樣本。電纜凹槽旁安裝有接地銅線用以保證電纜老化樣本的可靠接地，同時(shí)試驗(yàn)架整體與地相連確保了接地的安全可靠性。電纜樣本的老化電源的引入通過(guò)高壓導(dǎo)線與變壓器的輸出端連接，同時(shí)高壓導(dǎo)線與試驗(yàn)架整體通過(guò)一定長(zhǎng)度的環(huán)氧樹(shù)脂板連接，用以保證良好的絕緣和安全性。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):

安全可靠：試驗(yàn)架設(shè)有地線連接點(diǎn)，保證老化期間的安全可靠性；

試驗(yàn)條件均一性：通過(guò)對(duì)每根電纜樣本從同一高壓導(dǎo)線引入高頻高壓電源，從試驗(yàn)架整體接地點(diǎn)保證每根電纜樣本的安全可靠接地，保證每根電纜樣本的試驗(yàn)條件的均一性；

成本低、體積?。赫w采用鋁合金制作，成本較低，體積較小，便于各種試驗(yàn)場(chǎng)地的使用，可以置入烘箱內(nèi)做溫度-電場(chǎng)協(xié)同老化。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實(shí)施例的俯視圖和正視圖；

圖3為與本發(fā)明相匹配的交聯(lián)聚乙烯短電纜樣本示意圖。

在附圖中，各圖示標(biāo)號(hào)標(biāo)識(shí)的對(duì)象分別是：

1.鋁合金；2.電纜凹槽；3.接地銅線連接點(diǎn)；4.接地銅線；5.高壓導(dǎo)線；6.環(huán)氧樹(shù)脂板；7.主體接地線連接點(diǎn)；8.電纜纜芯；9.熱縮管。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，并通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，但有必要指出的是，所舉出的實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

如圖1所示，本實(shí)施例的交聯(lián)聚乙烯電力電纜加速老化試驗(yàn)架的整體由鋁合金1制作而成，保證了試驗(yàn)架的整體的良好導(dǎo)電性，整體分為三層，每一層由兩根鋁合金條組成，通過(guò)兩端垂直的支架并行連接而成。其中，每層均制作有一定數(shù)量的橢圓的電纜凹槽2，該電纜凹槽具有和電纜半徑相匹配的弧度，用于平穩(wěn)放置交聯(lián)聚乙烯電纜樣本，防止其在老化過(guò)程中的滑動(dòng)。電纜凹槽旁相應(yīng)的存在接地線連接點(diǎn)3，用以固定接地銅線4，接地銅線用來(lái)保證老化電纜樣本的安全可靠接地。主體接地線連接點(diǎn)7用來(lái)試驗(yàn)架的整體接地。試驗(yàn)架的高頻高壓通過(guò)高壓導(dǎo)線5引入到電纜上，高壓導(dǎo)線通過(guò)兩側(cè)的環(huán)氧樹(shù)脂板6固定至試驗(yàn)架。環(huán)氧樹(shù)脂板用來(lái)連接試驗(yàn)架和高壓導(dǎo)線，起到絕緣的作用，根據(jù)老化電壓的大小需要一定長(zhǎng)度的環(huán)氧樹(shù)脂板以保證良好的絕緣。

如圖3所示，老化電纜需要經(jīng)過(guò)一系列的前期處理成如圖所示的樣本，用以和本發(fā)明配套使用。首先，需要選取長(zhǎng)度為50cm的交聯(lián)聚乙烯電力電纜，剝?nèi)ャ~屏蔽層露出外半導(dǎo)電層，再剝?nèi)啥说耐獍雽?dǎo)電層各15cm露出交聯(lián)聚乙烯絕緣層，中間所剩的20cm外半導(dǎo)電層作為待老化區(qū)域。在待老化區(qū)域，用鋼針制造一定數(shù)量的針孔缺陷作為水樹(shù)的引發(fā)起點(diǎn)。針孔缺陷制造完成后，使用熱縮管9將待老化區(qū)域完整包裹。最后在熱縮管中裝入導(dǎo)電的老化溶液，提供水分、離子等電纜水樹(shù)生長(zhǎng)的必要條件。其中在電纜樣本的一端，需要露出2cm的纜芯8，經(jīng)導(dǎo)線從高壓導(dǎo)線處連接到裸露的纜芯，用以引入高頻高壓。接地銅線4需要置入老化溶液中保證電纜的可靠接地。

本發(fā)明通常所采用的高頻高壓電源的頻率為400hz，電壓等級(jí)需要與所老化的交聯(lián)聚乙烯電力電纜的電壓等級(jí)一致。交聯(lián)聚乙烯電纜在經(jīng)過(guò)周期為28天的加速老化后，其平均水樹(shù)長(zhǎng)度能夠達(dá)到240-300微米，同時(shí)其老化出的水樹(shù)形態(tài)符合典型工業(yè)運(yùn)行老化電纜的珍珠串模型，對(duì)于后期水樹(shù)的生長(zhǎng)、修復(fù)機(jī)理研究具有積極的意義。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是為了區(qū)分兩個(gè)相同名稱非相同的實(shí)體或者非相同的參量，可見(jiàn)“第一”“第二”僅為了表述的方便，不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定，后續(xù)實(shí)施例對(duì)此不再一一說(shuō)明。

所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：以上任何實(shí)施例的討論僅為示例性的，并非旨在暗示本公開(kāi)的范圍(包括權(quán)利要求)被限于這些例子；在本發(fā)明的思路下，以上實(shí)施例或者不同實(shí)施例中的技術(shù)特征之間也可以進(jìn)行組合，步驟可以以任意順序?qū)崿F(xiàn)，并存在如上所述的本發(fā)明的不同方面的許多其它變化，為了簡(jiǎn)明它們沒(méi)有在細(xì)節(jié)中提供。

另外，為簡(jiǎn)化說(shuō)明和討論，并且為了不會(huì)使本發(fā)明難以理解，在所提供的附圖中可以示出或可以不示出與集成電路(ic)芯片和其它部件的公知的電源/接地連接。此外，可以以框圖的形式示出裝置，以便避免使本發(fā)明難以理解，并且這也考慮了以下事實(shí)，即關(guān)于這些框圖裝置的實(shí)施方式的細(xì)節(jié)是高度取決于將要實(shí)施本發(fā)明的平臺(tái)的(即，這些細(xì)節(jié)應(yīng)當(dāng)完全處于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解范圍內(nèi))。在闡述了具體細(xì)節(jié)(例如，電路)以描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例的情況下，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是，可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下或者這些具體細(xì)節(jié)有變化的情況下實(shí)施本發(fā)明。因此，這些描述應(yīng)被認(rèn)為是說(shuō)明性的而不是限制性的。

盡管已經(jīng)結(jié)合了本發(fā)明的具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是根據(jù)前面的描述，這些實(shí)施例的很多替換、修改和變型對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的。例如，其它存儲(chǔ)器架構(gòu)(例如，動(dòng)態(tài)ram(dram))可以使用所討論的實(shí)施例。

本發(fā)明的實(shí)施例旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求的寬泛范圍之內(nèi)的所有這樣的替換、修改和變型。因此，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何省略、修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。