[發明專利]高壓大電流下電纜附件的電熱老化裝置及其試驗方法

無效

• 申請號: 201210241089.1
• 申請日: 2012-07-12
• 公開（公告）號: CN102735977A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 周凱;萬利;李旭濤;趙威;陶霰韜;熊慶;陶文彪;潘榮超
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/12
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 鄧繼軒

技術領域

本發明涉及一種高壓大電流下電纜附件的電熱老化裝置及其試驗方法，屬于電力電纜的運行維護技術領域。

背景技術

近年來，隨著我國城市電網的大規模改造，入地電纜逐步替代架空線路構建城市的輸電線路和配電網絡，各大城市的電纜使用比重迅速提高，電纜附件的使用非常廣泛。電力電纜一般由電纜本體及電纜附件兩部分組成，在長期運行過程中，受電熱老化作用電力電纜及其附件逐漸發生絕緣劣化，理化性能下降，最終導致絕緣失效，嚴重威脅到電力系統的運行可靠性。特別是電纜附件，因本身結構、制作和安裝工藝及運行條件的復雜性，是電纜系統在實際運行中的故障典型位置。通常加速電纜附件絕緣老化的主要原因為：高電壓、強電場引起的電老化；導體電阻損耗帶來的熱老化；生產裝配過程中的機械應力損傷；環境條件應力，如紫外輻射和水分腐蝕等。其中，長期作用于電纜的電應力、熱應力及其協同作用，是導致電纜附件在實際工作中發生絕緣老化的主要原因。因此，需要一種電纜附件的電熱老化裝置，有效模擬電纜附件運行時所承受的電、熱應力，并能夠對不同溫度、電壓類型、電壓等級下的試品電纜附件進行試驗，并獲取試品老化過程中的電纜狀態參數和局部放電信號數據，進而研究電纜附件的絕緣老化過程。

鑒于試驗變壓器容量的限制，老化裝置在通過試驗變壓器引入高壓的同時，內部難以通過足夠大的電流以模擬真實的負荷情況。為此，國內外老化裝置的普遍設計思路為通過光照、弱電、外熱等手段加速對絕緣材料、電氣元件的老化，均難以實現針對高壓電氣設備絕緣材料的電熱協同老化加速。中國專利CNIO1285867A?“電氣絕緣電熱老化試驗設備”公開了一種電熱老化方案，將帶壓的電氣絕緣設備置于與外界隔熱的溫控箱內，通過控制試驗箱內的溫度來實現對設備絕緣材料的熱老化。此方案模擬了電氣設備絕緣材料受到高壓強電場、電流熱效應共同老化作用下的實際工況，但其屬于外熱式的電熱老化，未從高壓設備內部流過電流時的熱效應這個角度研究電熱共同作用下絕緣材料的老化機理。

發明內容

本發明的目的是針對現技術的不足而提供一種高壓大電流下電纜附件的電熱老化裝置及其試驗方法，其特點是采用本發明裝置及其試驗方法對電纜附件進行絕緣的電熱老化試驗，對試驗樣品電纜附件施加高壓，模擬實際工況下電纜附件所處的高壓強電場環境；同時在電纜導體線芯中通過大電流，模擬在電纜帶負荷運行時電纜附件的工作環境。二者相互結合，較為真實地模擬電纜附件在實際運行時所承受的電場、熱場應力。在老化過程中，通過采集檢測樣本電纜及其附件中的局部放電等電氣特性參量，實現對電纜附件的絕緣老化狀態檢測。

本發明的目的由以下技術方案實現：

高壓大電流下電纜附件的電熱老化試驗裝置包括高壓發生單元，試驗回路單元，大電流發生單元和信號測量單元四個功能部分；高壓發生單元與試驗回路單元連接，將高壓引入至試驗回路中；試驗回路單元穿過大電流發生單元，形成磁場耦合，產生大電流，老化實驗時，高壓發生單元和大電流發生單元同時工作，實現在試驗回路單元中施加高電壓和通以大電流的目的。信號測量單元裝設于試驗回路中，通過采集檢測樣本電纜附件中的局部放電等電氣特性參量，實現對電纜附件的絕緣老化狀態檢測。

所述高壓發生單元包括無暈高壓試驗變壓器、輸入調壓器一、保護電阻和供連接用的高壓無暈導線，這里無暈表示設備在高壓下不會產生電暈放電。無暈高壓試驗變壓器起高壓發生的作用，其輸入端與輸入調壓器一連接，通過輸入調壓器一改變變壓器輸入端的電壓類型和大小，相應地控制高壓端輸出電壓。試驗變壓器高壓端與保護電阻連接，保護電阻將限制試驗變壓器的輸出電流，對變壓器進行過流保護，保護電阻與無暈導線連接，無暈導線將試驗變壓器產生的高壓引入到試驗回路；