[发明专利]基于时间稳定性的XLPE电缆水树老化检测方法

说明书

本发明公开了一种基于时间稳定性的XLPE电缆水树老化检测方法，通过对待测XLPE电缆进行连续多次极化‑去极化电流测试，以测试得到的极化电流和去极化电流为依据，得到电导电流系数，最后根据电导电流系数随测试次数的变化趋势判断XLPE是否存在水树老化，本发明基于水树老化随时间形变的蠕变特性，能够在多种老化方式并存的情况下保证对水树老化检出的准确性，从而能够在一定程度上减少由于水树老化而导致的击穿事故。

技术领域

本发明属于电力电缆缺陷诊断技术，涉及XLPE电缆(交联聚乙烯电缆)老化检测技术，具体而言，涉及XLPE电缆的水树老化检测方法。

背景技术

随着XLPE电缆在配电网中大规模应用，在电缆运行过程中可能发生各种老化情况也逐渐显现。实际XLPE电缆的工作环境不同，其可能发生的老化情况的种类也不同。配电网中的XLPE电缆可能由于过负荷而导致热老化或是外护套破损进水等原因而导致水树老化，而在核电站中运行的电缆则还有可能受到辐照老化的威胁。多种老化因素相互作用效果下，电缆绝缘可能形成包含上述老化形式的复合老化。

水树老化作为一种局部缺陷，随着其长度的增加，可能使得尖端场强不断增加进而引发电树，最终导致绝缘击穿。因此，在复合老化形式下的电缆中准确分辨是否存在水树老化并进行处理就能够在一定程度上减少由于水树老化而导致的击穿事故。

申请号为CN201210213996.5的专利申请文件公开了一种判定XLPE电缆绝缘水树老化的方法，是通过测试电缆绝缘的介电损耗峰、低频电导、片晶厚度变化和基团消失等数据，对电缆绝缘水树老化程度进行综合评估和诊断；该方法主要研究的是单因子水树老化，主要关注电缆的整体老化程度。申请号为CN201210370265.1的专利申请文件公开了一种电力系统XLPE电缆水树老化状态测试系统，包括高压电源、电流比较器高压电桥、损耗电流波形显示和分析系统等，该测试系统采用电流比较器高压电桥测试回路，平衡掉被测电缆容性电流，实现损耗电流的高精度测量，并获得损耗因数和被测电缆等效电容值，为水树老化状态诊断提供更多的信息；该方法主要是研究的水树老化状态，其他的老化形式可能会干扰检测的结果。

因此，目前已有的电缆水树老化检测方法大多关注电缆的整体老化或者老化程度，并且研究的老化类型多为单因子老化，而复合老化下水树检测却并没有受到广泛关注。

发明内容

针对目前缺少多种老化方式并存情况下难以实现对XLPE电缆水树老化进行有效诊断的技术现状，本发明的目的旨在提供一种基于时间稳定性的XLPE电缆水树老化检测方法，实现在多种老化方式并存情况下，确保对水树老化检测的准确性，进而减少由于水树老化导致的击穿事故。

XLPE作为一种半结晶的高聚物，其内部氛围排列较为规整的晶区以及排列无序的非晶区或无定型区。晶区作为一种比较紧密的结构，其在各种机械或者电场作用下会形成一种带有蠕变特性的结构。这种结构在撤去相应作用力后，发生的弹性形变能够在较短时间内恢复，而不可逆的形变则很难恢复，甚至有一部分形变无法恢复。基于此，本发明对待测电缆进行连续的极化-去极化电流测试(PDC)测试，研究电流波形随测试次数的变化趋势，并依据电流波形随测试次数的变化趋势判断是否存在水树老化故障。

本发明提供的基于时间稳定性的XLPE电缆水树老化检测方法，包括以下步骤：

S1极化-去极化电流测试

对待测XLPE电缆进行连续若干次极化-去极化电流测试，得到极化电流和去极化电流，以每次测试中极化电流减去去极化电流后的电流波形末端直线段作为电导电流；

S2获取电导电流系数

将第一次极化-去极化电流测试得到的电导电流作为基准值，将之后每一次测试得到的电导电流系数；

S3 XLPE电缆水树老化故障诊断