一種xlpe電纜絕緣老化狀況的判定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種電纜絕緣老化狀態(tài)的判定方法，特別設(shè)及一種XLPE電纜絕緣老 化狀況的判定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 交聯(lián)聚己締狂LP巧因其具有優(yōu)質(zhì)的電氣性能和機(jī)械性能而普遍應(yīng)用于電力電纜 絕緣。我國(guó)XLPE電纜的使用始于20世紀(jì)80年代，目前國(guó)內(nèi)許多電纜運(yùn)行時(shí)間接近30年 的設(shè)計(jì)壽命，面臨著更換的問(wèn)題，XLPE電纜線路除外力破壞造成故障，一般在運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間 后會(huì)出現(xiàn)絕緣損壞故障的原因往往是絕緣老化導(dǎo)致?lián)舸?，電纜絕緣老化是引起電纜線路故 障的主要原因，因此了解電纜的老化狀態(tài)，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行有重要意義。
[0003] 絕緣老化是材料性能發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的改變，并導(dǎo)致絕緣性能的降低，影響老化因 素一般設(shè)計(jì)熱、電、環(huán)境等方面，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，XLPE電纜的老化原因主要有W下 幾個(gè)方面；熱老化、局部放電、電樹枝、水樹、機(jī)械損傷等。
[0004] 目前關(guān)于電纜絕緣老化狀態(tài)判定方法主要有直流成分法、介質(zhì)損耗因數(shù)法、逐級(jí) 升壓法。直流成分法主要是通過(guò)測(cè)量流經(jīng)絕緣的電流中極小的直流電流分量，因此極易受 到外界干擾，并且當(dāng)電纜端部表面電阻下降時(shí)會(huì)造成很大誤差。介質(zhì)損耗因數(shù)法目前主要 利用諧波分析法來(lái)測(cè)量介質(zhì)損耗角正切tanS，對(duì)于電容量較大的設(shè)備，如電纜，對(duì)整體消 耗而言，由于局部集中性缺陷損耗可化忽略，因此測(cè)量tan5只發(fā)現(xiàn)缺陷的整體分布。由于 工頻電壓頻率會(huì)在50化有一定波動(dòng)，tan5的測(cè)量有一定誤差，因此測(cè)量結(jié)果易受外界影 響。耐壓法主要是利用水樹枝尖端最終長(zhǎng)出的電樹枝的方法，若因放電時(shí)間短不足W使電 纜絕緣擊穿，則會(huì)使測(cè)得的結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差。沒(méi)有評(píng)價(jià)電纜絕緣老化的標(biāo)準(zhǔn)方法，在國(guó) 內(nèi)，往往用一種指標(biāo)來(lái)判定電纜的老化狀態(tài)，但單一指標(biāo)判定電纜老化狀態(tài)存在較大的誤 差；國(guó)外往往使用多種方法評(píng)價(jià)電纜的絕緣老化狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種XLPE電纜絕緣老化狀 況的判定方法，該判定方法采用等溫松弛電流法、活化能法對(duì)電纜絕緣的老化狀況進(jìn)行綜 合判定，提高了 XLPE絕緣電纜老化狀況判定的準(zhǔn)確性，并且判定方法更加簡(jiǎn)便。
[0006] 本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)；一種XLPE電纜絕緣老化狀況的判定方法， 步驟如下；一種XLPE電纜絕緣老化狀況的判定方法，步驟如下：
[0007] S1、從被測(cè)XL陽(yáng)電纜中獲取第一電纜樣品、第二電纜樣品和第S電纜樣品，并且 對(duì)第一電纜樣品、第二電纜樣品和第=電纜樣品分別進(jìn)行預(yù)處理；
[000引 S2、對(duì)預(yù)處理后的第一電纜樣品進(jìn)行局部放電處理，并且測(cè)量局部放電電荷量；
[0009] S3、對(duì)電纜老化進(jìn)行初步評(píng)估；判斷電纜在Y電壓下的局部放電量是否超過(guò)X ;
[0010] 若是，則判定測(cè)試的電纜樣品已老化，判定結(jié)束；
[001U 若否，則進(jìn)入步驟S4;
[0012] S4、對(duì)預(yù)處理后的第二電纜樣品進(jìn)行電纜屏蔽，然后進(jìn)行電纜極化處理；
[0013] S5、對(duì)電纜極化處理后的第二電纜樣品進(jìn)行瞬時(shí)短路，然后測(cè)量該第二電纜樣品 的等溫松弛電流，對(duì)測(cè)量到的等溫松弛電流進(jìn)行擬合，得到反映陷阱密度的參數(shù)aiW及反 映陷阱深度的參數(shù)Ti;根據(jù)參數(shù)a 及參數(shù)T i獲取到電纜絕緣內(nèi)無(wú)定形與晶體界面影響 對(duì)應(yīng)的物理量G( T 2) W及電纜絕緣內(nèi)金屬鹽和水合離子影響對(duì)應(yīng)的物理量G( T 3)，
[0014] S6、通過(guò)電纜絕緣內(nèi)金屬鹽和水合離子影響對(duì)應(yīng)的物理量G( T 3)和電纜絕緣內(nèi)無(wú) 定形與晶體界面影響對(duì)應(yīng)的物理量G ( T 2)的比值得到第二電纜樣品的老化因子A ;
[0015] S7、獲取預(yù)處理后第S電纜樣品交聯(lián)聚己締的活化能E。；
[0016] S8、針對(duì)預(yù)處理后的第=電纜樣品進(jìn)行人工老化處理，然后測(cè)量人工老化處理后 的第=電纜樣品交聯(lián)聚己締的活化能Eb，獲取到活化能變化量AE :
[0017]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種XLPE電纜絕緣老化狀況的判定方法，其特征在于，步驟如下： 51、 從被測(cè)XLPE電纜中獲取第一電纜樣品、第二電纜樣品和第三電纜樣品，并且對(duì)第 一電纜樣品、第二電纜樣品和第三電纜樣品分別進(jìn)行預(yù)處理； 52、 對(duì)預(yù)處理后的第一電纜樣品進(jìn)行局部放電處理，并且測(cè)量局部放電電荷量； 53、 對(duì)電纜老化進(jìn)行初步評(píng)估：判斷電纜在Y電壓下的局部放電量是否超過(guò)X ; 若是，則判定測(cè)試的電纜樣品已老化，判定結(jié)束； 若否，則進(jìn)入步驟S4; 54、 對(duì)預(yù)處理后的第二電纜樣品進(jìn)行電纜屏蔽，然后進(jìn)行電纜極化處理； 55、 對(duì)電纜極化處理后的第二電纜樣品進(jìn)行瞬時(shí)短路，然后測(cè)量該第二電纜樣品的等 溫松弛電流，對(duì)測(cè)量到的等溫松弛電流進(jìn)行擬合，得到反映陷阱密度的參數(shù)％以及反映陷 阱深度的參數(shù)T i;根據(jù)參數(shù)&1以及參數(shù)τ i獲取到電纜絕緣內(nèi)無(wú)定形與晶體界面影響對(duì)應(yīng) 的物理量G( τ 2)以及電纜絕緣內(nèi)金屬鹽和水合離子影響對(duì)應(yīng)的物理量G( τ 3)， 56、 通過(guò)電纜絕緣內(nèi)金屬鹽和水合離子影響對(duì)應(yīng)的物理量G( τ 3)和電纜絕緣內(nèi)無(wú)定形 與晶體界面影響對(duì)應(yīng)的物理量G ( τ 2)的比值得到第二電纜樣品的老化因子A ; 57、 獲取預(yù)處理后第三電纜樣品交聯(lián)聚乙烯的活化能Ea; 58、 針對(duì)預(yù)處理后的第三電纜樣品進(jìn)行人工老化處理，然后測(cè)量人工老化處理后的第 三電纜樣品交聯(lián)聚乙烯的活化能Eb，獲取到活化能變化量Λ E :
59、 根據(jù)步驟S6獲取到的第二電纜樣品的老化因子A以及步驟S8獲取到的第三電 纜樣品交聯(lián)聚乙烯的活化能變化量Λ E判定需要進(jìn)行測(cè)試?yán)匣癄顟B(tài)的XLPE電纜的老化狀 態(tài)： 當(dāng)老化因子A>a，則判定被測(cè)XLPE電纜為老化程度嚴(yán)重； 當(dāng)老化因子b〈A〈a，活化能變化量Λ E〈y時(shí)，則判定被測(cè)XLPE電纜為老化程度嚴(yán)重； 當(dāng)老化因子b〈A〈a，活化能變化量Λ E>y時(shí)，則判定被測(cè)XLPE電纜為老化程度中等； 當(dāng)老化因子A〈b，則判定被測(cè)XLPE電纜為未出現(xiàn)老化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的XLPE電纜絕緣老化狀況的判定方法，其特征在于，所述步 驟Sl中第一電纜樣品和第二電纜樣品的預(yù)處理過(guò)程為：首先采用扳手狀剝切器沿電纜軸 向螺旋形旋轉(zhuǎn)扳動(dòng)，均勻切除半導(dǎo)體屏蔽層；然后采用無(wú)水乙醇對(duì)電纜表面進(jìn)行清洗，在 25~35°C環(huán)境中將電纜靜放一定時(shí)間進(jìn)行干燥；所述步驟Sl中第三電纜樣品的預(yù)處理過(guò) 程為：首先從第三電纜樣品中截下交聯(lián)聚乙烯，采用無(wú)水乙醇對(duì)交聯(lián)聚乙烯進(jìn)行清洗；然 后在25~35°C環(huán)境中將交聯(lián)聚乙烯靜放一定時(shí)間進(jìn)行干燥。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的XLPE電纜絕緣老化狀況的判定方法，其特征在于，所述步驟 S2中對(duì)預(yù)處理后的第一電纜樣品進(jìn)行局部放電處理過(guò)程為：將預(yù)處理后的第一電纜樣品 置于局部放電測(cè)量?jī)x中，將局部放電測(cè)量?jī)x的電壓調(diào)為21kV，然后以5kV/s的電壓上升速 率升至95. 3kV，并保持95. 3kV電壓一定時(shí)間不變，最后獲取局部放電電荷量Q ; 所述步驟S3對(duì)電纜老化進(jìn)行初步評(píng)估的過(guò)程中判斷電纜在95. 3kV電壓下的局部放電 量是否超過(guò)5pC ;若是，則判定被測(cè)XLPE電纜已經(jīng)老化，判定結(jié)束；若否，則進(jìn)入步驟S4。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的XLPE電纜絕緣老化狀況的判定方法，其特征在于，所述步驟 S4中通過(guò)可伸縮鋁