[发明专利]一种利用极化电流评估交联聚乙烯中压电缆绝缘的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种评估交联聚乙烯中压电缆绝缘的方法，尤其是涉及一种利用极化电流评估交联聚乙烯中压电缆绝缘的方法。

背景技术

交联聚乙烯(XLPE)电力电缆的结构从里向外为线芯、内半导体层、XLPE绝缘层、外半导体层、金属屏蔽层和外护套，该种电缆凭借其优异的热导、机械和电气性能及易安装维护、介质损耗低等优点，被广泛应用于城市配电网中。电缆运行过程中，在水分和电场的共同作用下会形成水树枝，水树枝可进一步发展成为电树枝，这会使电缆绝缘性能下降，有时会使绝缘被击穿，造成电缆故障。因此需要找到电缆绝缘现场诊断的方法，评估电缆的绝缘状况。

对于电缆绝缘老化检测方法，按照试验时电缆所处的运行状态可以分为离线检测方法、带电检测方法和在线检测方法。在线检测的方法较为成熟，但由于受到现场恶劣环境以及运行电压的干扰，使得监测结果准确度不足，难以在电力系统中推广；带电检测方法是在系统不停电的状态下进行的测量，能较有效的排除环境的干扰，但带电检测方法仅停留在“发现问题”的阶段，无法对电缆老化程度进行量化判断。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种利用极化电流评估交联聚乙烯中压电缆绝缘的方法，其检测准确度高且能对电缆老化程度进行量化判断。

解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种利用极化电流评估交联聚乙烯中压电缆绝缘的方法，其特征是包括以下步骤：

S1，将一直流高压电源10的高压端和低压端，分别与所述交联聚乙烯中压电缆样品11的线芯与金属屏蔽层直接相连，输出电压-1kV,产生电缆极化电流；

所述的样品包括新品电缆及各种不同老化程度电缆；

S2，利用微弱电流检测计12连接在回路电压端上检测电缆样品11的极化电流，传送至并通过电脑13进行实时保存极化电流数据；

S3，利用扩展德拜模型对极化电流进行拟合获取模型参数，利用傅里叶变换得到0.001～0.5Hz低频下的介质损耗谱，通过对比不同电缆的介质损耗谱，对不同电缆的相对老化程度进行评估。(本步骤是现有技术)

本评估方法只是用于区分电缆之间的相对老化程度，尚不能进行剩余寿命评估。

有益效果：本发明的极化电流法是一种离线的XLPE电缆绝缘老化评估方法，具体检测过程在电缆线芯和金属屏蔽层之间施加直流电压，测量加压过程中交联聚乙烯中压电缆的极化电流，根据电缆扩展德拜模型理论，通过分析不同老化时间的交联聚乙烯电缆绝缘的极化电流，转换为低频下介质损耗因数谱，评估交联聚乙烯中压电缆的绝缘水树老化状态。本法测试流程简便，无破坏性，对局部严重缺陷反映灵敏，从老化机理上对XLPE电缆的整体老化程度进行评估，结果更具说服力。

附图说明

图1是本发明的利用极化电流评估交联聚乙烯中压电缆绝缘的方法接线示意图；

图2是本发明实施例提供的电缆扩展德拜模型的电路示意图；

图3是本发明实施例提供的老化前后交联聚乙烯电缆样品的介质损耗频谱。

具体实施方式

以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

本发明的利用极化电流法评估交联聚乙烯中压电缆绝缘的方法实施例，包括以下步骤：

S1，将一直流高压电源10(大于或等于1000V)的高压端和低压端，分别与所述交联聚乙烯中压电缆样品11的线芯与金属屏蔽层直接相连，产生电缆极化电流；

所述的样品包括新品电缆及各种不同老化程度电缆；S2，利用微弱电流检测计12连接在回路的低压端上检测电缆样品11的极化电流，传送至并通过电脑13进行实时保存极化电流数据；

S3，利用扩展德拜模型对极化电流进行拟合获取模型参数，利用傅里叶变换得到低频下的介质损耗谱，通过对比不同电缆的介质损耗谱，对其老化状态进行评估。

在本发明实施例中，如图1对新电缆和老化电缆样品进行极化电流测量。

直流高压电源10的高压输出端用于与电缆样品11的线芯连接，输出电压为-1kV，用于产生电缆极化电流，低压端与电缆样品11的金属屏蔽层直接相连，同时，利用微弱电流检测计12检测电缆样品11的极化电流，并通过电脑13实时保存极化电流数据。

在本发明实施例中，如图2所示的电缆扩展德拜模型，对极化电流进行拟合获取扩展德拜模型中的电阻(R_i)和电容(C_i)参数，利用傅里叶变换计算获取不同老化时间电缆样品在低频下(0.001～0.5Hz)的损耗因数谱，如公式(1)所示。