[发明专利]一种高压电缆陶瓷防护层机械强度的预测方法

说明书

本发明提供一种高压电缆陶瓷防护层机械强度的预测方法，涉及电力电缆安全控制技术领域。该预测方法，根据高压电缆所在地区的环境参数及高压电缆自身的参数计算各影响因素的分指标，并根据这些分指标计算高压电缆陶瓷防护层的绝缘损耗指标，然后根据绝缘损耗指标，求出高压电缆陶瓷防护层的机械器强度及其损耗百分比，实现对高压电缆陶瓷防护层机械强度的预测。本发明提供的高压电缆陶瓷防护层机械强度的预测方法，分析了各个因素对机械强度的影响，判断出哪类因素影响较大，避免了故障后只更换设备而不知原因的弊端，同时能够有效的预测出高压电缆陶瓷防护层机械强度，保障了高压电缆的安全运行。

技术领域

本发明涉及电力电缆安全控制技术领域，尤其涉及一种高压电缆陶瓷防护层机械强度的预测方法。

背景技术

高压电缆陶瓷防护层作为特殊的绝缘控件，在架空输电线路中的作用举足轻重。理论上该绝缘控件不应该由于环境和电负荷条件发生变化导致的各种机电应力而失效，否则会严重损害整条线路的使用和运行寿命。

目前关于高压电缆的研究主要集中在高压电缆的故障检测和诊断上：《高压电力电缆护层电流在线监测及故障诊断技术》(高电压技术2015年04期)该技术通过监测护层电流及早发现高压电力电缆线路潜在故障，从而有效避免了非计划性停电。通过建立数学模型详细分析电缆故障，提出了可用于诊断故障与非故障情况下3相交叉互联高压电力电缆中护层电流的研究方案。该技术的缺陷在于，通过电流监测虽可以诊断电缆安全运行与否，但无法准确感知精确的影响因素，可以说是一种总括性的笼统的研究办法，难以应对实际的复杂的工作要求。随着高压电缆的推广和应用，对电缆的运行可靠性的要求则变得越来越高，而高压电缆陶瓷防护层机械强度作为影响高压电缆运行状况的关键因子，其预测方法就愈加亟需解决。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种高压电缆陶瓷防护层机械强度的预测方法，解决由于环境和电负荷条件发生变化而导致的绝缘控件的各种机电应力失效的问题。

一种高压电缆陶瓷防护层机械强度的预测方法，包括以下步骤：

步骤1：采集影响高压电缆陶瓷防护层机械强度的环境参数及高压电缆参数；

需采集参数包括：高压电缆所在的地区的空气密度ρ和空气湿度高压电缆的电缆弧垂程度ν_h、电缆散热系数C_ek、电缆金属衰老系数μ、绝缘层厚度γ，绝缘层杂质率η_k、电缆输电损耗系数β以及采样电缆的长度d，高压电缆的发端电压U、终端电压U_l和高压电缆的平均阻抗Z；

步骤2：根据表征温度损耗水平的分指标T^*、表征损耗水平与运行时间长短的关系的分指标t^*和表征电缆电热效应损耗的分指标e^*，求出高压电缆陶瓷防护层绝缘损耗指标S；

表征温度损耗水平的分指标T^*的计算公式如下所示：

其中，ΔT为高压电缆在基准温度下的温升，在无特殊说明下，基准温度设定为25℃，温度上限为100℃，ΔT的最大值为75℃，e为无理数；

表征损耗水平与运行时间长短的关系的分指标t^*的计算公式如下所示：

其中，t为电缆投入运营的工作时长；

表征电缆电热效应损耗的分指标e^*的计算公式如下所示：

其中，T_i为高压电缆工作的环境温度；

高压电缆陶瓷防护层绝缘损耗指标S的计算公式如下所示：