[发明专利]一种判定XLPE电缆绝缘水树老化状态的方法

摘要

本发明涉及一种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方法，可以更加准确的从微观角度对XLPE电缆绝缘性能的优劣进行评判，尤其是对发生水树的电缆绝缘老化状态进行有效的评估。当电缆绝缘试样出现：低频处损耗峰peaka对应的活化能≈0.14eV、低频0.1Hz的电导率随老化时间变化最大、在2700cm-1处观测不到甲基团值、片晶厚度小于54.34×10-10m等特征时，电缆绝缘水树老化程度较高。

主权项

一种判定XLPE电缆绝缘水树老化状态的方法，其特征在于：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数据，对电缆绝缘水树老化程度进行综合评估和诊断方法，实现过程如下： （1）试样选取：选取未老化、老化120天和老化180天三种电缆，切取电缆上的绝缘薄片为试样，并命名为A、B和C；（2）计算活化能：将A、B和C三个试样放在温度为‑‑40～20℃（10℃或20℃测试间隔）环境中，分别测试在频率0.1Hz～105Hz范围内的介电谱，观察低频损耗峰（tand）的变化，并通过Arrhenius公式对损耗峰值活化能进行计算；（3）测定电导率：从0.1Hz到工频50Hz取三个频率点，获得电导率随老化时间的的增长规律；（4）测定甲基团：通过红外光谱测试分析，主要观察试样的中甲基团随老化时间的变化；（5） 计算片晶厚度：差示扫描量热分析是在60～160℃进行，升温速率为10℃/min；从测试数据中分别获得试样熔融峰的温度，然后通过公式Tm=Tm0(1‑2se/(△HmL))求得片晶厚度随老化时间的变化；所述对电缆绝缘水树老化程度进行综合评估和诊断方法是：第一步：A试样介电损耗值≈0.01，而且只有高频一个固有的本征损耗峰peakβ；B和C试样低频损耗明显增大，通过分峰可发现低频处有一个新的损耗峰peakα，由Arrhenius公式计算出peak a对应的活化能≈0.14 eV，该能级的出现即可证明电缆绝缘水树老化严重；第二步：根据测定的试样在低频0.1Hz，1Hz和50Hz处电导率随老化时间的关系曲线，判定低频0.1Hz的电导率随老化时间变化最大；第三步：根据红外光谱曲线，观测试样在2700 cm‑1处的甲基团值，如该处甲基团值观测不到，则说明电缆的水树老化程度高；第四步：根据公式Tm=Tm0(1‑2se/(△HmL))求电缆绝缘片晶厚度，A试样绝缘片晶厚度≥54.34×10‑10m，B或C试样绝缘的片晶厚度小于54.34×10‑10m。