[发明专利]一种模拟海洋动态下电缆空间电荷的实验方法

说明书

本发明公开了一种模拟海洋动态下电缆空间电荷的实验方法，属于实验方法领域。实验方法包括：准备M组电缆，每组所述电缆均为长度相同、均质的高压绝缘电缆；对M组所述电缆进行不同曲挠次数的曲挠试验，相邻组所述电缆曲挠次数依次递增，直到第M组所述电缆曲挠次数N达到疲劳破坏曲挠次数N₀；对经过曲挠的M组所述电缆进行电缆空间电荷测试，测量不同曲挠次数的所述电缆的空间电荷积累量及积累速度。本发明通过对电缆进行模拟不同次数的海洋环境载荷，对曲挠试验后的电缆进行电声脉冲法测量其空间电荷的变化，为研究浮式风场中的高压输电电缆绝缘击穿问题提供了一种新的实验方法。

技术领域

本发明涉及实验方法领域，特别涉及一种模拟海洋动态下电缆空间电荷的实验方法。

背景技术

煤、天然气、石油及核能等非可再生能源是目前世界能源供应的主要形式，但所带来的环境污染(大气污染、核残料辐射污染等)不容乐观。而风能作为一种清洁的可再生绿色能源，开发效率高，经济性好，具有大规模开发条件和商业化前景，越来越受到世界各国的重视。随着全球经济的发展，风能市场也迅速发展起来。近几年来，世界风能市场每年都以40％的速度增长。预计未来20～25年内，世界风能市场每年将递增25％。

如今，风电场主要分布在陆地和近海区域。陆上风电场起步较早，发展比较成熟，但存在严重的用地矛盾、噪声污染、优良场址已逐渐开发完毕等问题，风电的开发逐渐向海上转移。海上风力资源丰富，比陆地风力发电量大。通常，离岸10km的海上风速要比沿岸陆上高出25％。深海区域的风力资源比近海区域更为丰富，这意味着海上风力发电发展前景广阔。

随着海上风力发电的发展，浮式风机的高压直流长距离输电越来越成为一种趋势。但由于海洋环境复杂，在洋流、季风以及潮汐等作用下海水不断波动，电缆在海洋环境中受到海水的持续动态载荷，电缆的机械-电器耦合强度安全和高压直流长距离输电安全面临极大挑战。而目前，通常对电缆的检测均未考虑海洋环境的动态作用，这种电缆应用在海上风力发电的高压直流长距离输电上存在极大风险。

发明内容

为了对电缆进行模拟海洋环境动态载荷实验以观察在动态载荷下海缆的空间电荷积累行为，本发明实施例提供了一种模拟海洋动态下电缆空间电荷的实验方法。所述技术方案如下：一种模拟海洋动态下电缆空间电荷的实验方法，包括：

准备M组电缆，每组所述电缆均为长度相同、均质的高压绝缘电缆；

对M组所述电缆进行不同曲挠次数的曲挠试验，相邻组所述电缆曲挠次数依次递增，直到第M组所述电缆曲挠次数N达到疲劳破坏曲挠次数N₀；

对经过曲挠的M组所述电缆进行电缆空间电荷测试，测量不同曲挠次数的所述电缆的空间电荷积累量及积累速度。

进一步地，所述高压绝缘电缆为天然橡胶电缆、聚氯乙烯电缆、合成橡胶电缆、聚乙烯电缆或交联聚乙烯电缆。

进一步地，所述电缆的取样长度L≥5000mm。

进一步地，相邻组所述电缆曲挠次数依次等差递增，每次递增量为n，n≤5000次。

进一步地，当所述电缆的曲挠次数N₀/4＜N≤N₀/2时，相邻组所述电缆曲挠次数N的等差递增量n满足3000≤n≤5000；当所述电缆的曲挠次数N₀/2＜N≤3N₀/4时，相邻组所述电缆曲挠次数的等差递增量n满足2000≤n≤3000；当所述电缆的曲挠次数3N₀/4＜N≤N₀时，相邻组所述电缆曲挠次数的等差递增量n满足1000≤n≤2000。

进一步地，所述曲挠试验采用电缆曲挠试验仪进行。