[發明專利]一種交聯聚乙烯中壓電纜水樹加速老化方法

有效

• 申請號: 201310366042.2
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN103472371A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 李化;黃澤琦;吳小剛;葉剛;林福昌
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/20
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域

本發明涉及電力電纜檢測領域，更具體地，涉及一種交聯聚乙烯中壓電纜水樹加速老化方法。

背景技術

采用交聯聚乙烯（XLPE）作為主絕緣的電力電纜具有優越的電氣性能，良好的耐熱性和機械性能，且敷設安裝方便。由于大部分電纜采用直埋形式或者管道敷設，電纜投入運行后，將受到電、機械、化學以及熱、光等因素的作用而發生老化，影響其壽命。XLPE電纜在運行過程中絕緣的水樹老化一直作為電纜自然老化故障中最主要的故障形式，影響電纜線路的安全穩定運行，所以XLPE電纜絕緣的水樹研究對于保障電力電纜安全穩定運行具有重要意義。

對于XLPE的水樹研究，主要停留在XLPE本身的樹化機理研究和電力電纜絕緣的在線、離線監測研究，現場實驗的復雜性和干擾源多等特性，對在線、離線的監測不利。因此，實驗室培養具有水樹的XLPE電纜樣品用于水樹老化研究很有必要。

中壓電力電纜必須經過中國電力科學院檢測中心的型式試驗才能進入國家電網公司電纜市場，該型式試驗依據的標準是DL/T1070-2007《中壓交聯電纜抗水樹性能鑒定試驗方法和要求》。該方法將經過熱循環預處理的電纜作為試樣，每根電纜試樣放在標稱內徑為75mm的聚乙烯或聚氯乙烯導管中，在試驗電壓下進行加速老化。在老化過程中，電纜試樣導體中的間隙和導管中都注滿自來水。電纜試樣還應通過感性電流的加熱方法進行負荷循環，試驗結束后對水樹進行檢查和計數。該方法存在以下缺點：（1）老化周期長，試樣必須經受在規定電壓下累計數月甚至更長時間的水樹老化過程；（2）實驗方法復雜繁瑣。

申請公布號為CN102628906A的專利申請文件中，將電纜切片放入特制的試驗杯中，電纜切片上方是盛放鹽溶液（9g/L）用的空腔，空腔上部有絕緣蓋，絕緣蓋中間穿過導電電極，電纜切片下方是導電電極和絕緣底座。試驗時，在絕緣蓋上的導電電極和底座上的導電電極上施加10kV的工頻電壓。試驗結束后對水樹進行檢查和計數。該方法存在以下缺陷：（1）對電極要求高，電極表面必須與切片結合完好（截面通常需滿足Rogowski切面），否則會出現電場畸變點和局部放電。（2）裝置復雜，需要根據不同電纜截面定制試驗裝置。（3）只能制作有水樹的切片，而無法為實驗室研究電力電纜檢測診斷系統提供試驗樣品。（4）在1mm厚的電纜樣品上施加10000V電壓，易導致電纜樣品直接擊穿。（5）主要產生領結型水樹。根據交聯聚乙烯電力電纜運行故障統計，中壓電力電纜大多數產生的是由半導體層發展而來的外層水樹，雖然伴隨有領結型水樹的產生，但是研究外層水樹更復合實際情況，具有更高的研究價值。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種交聯聚乙烯中壓電纜水樹加速老化方法，該方法試驗裝置簡單，電纜樣品易制，老化周期短，能夠有效地在交聯聚乙烯電纜的絕緣層產生外層水樹，更符合實際情況，具有更高的研究價值。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種交聯聚乙烯中壓電纜水樹加速老化方法，其特征在于，包括如下步驟：（1）選取交聯聚乙烯中壓電纜，拆下金屬屏蔽層；（2）剝離電纜兩端的外半導體層，將剝離外半導體層后的電纜兩端作為預留沿面，剩余部分為電纜有效段；（3）用針或鉆頭刺入電纜有效段的交聯聚乙烯電纜絕緣，制造缺陷，在電纜有效段的外半導體層上纏縛金屬屏蔽層；（4）在金屬屏蔽層上連接引出線；（5）用套管包覆電纜有效段，套管兩端分別做阻水處理，套管內填充鹽溶液，引出線伸出套管；（6）將電纜線芯接地，引出線接高壓電源，即可對電纜進行老化。

優選地，所述步驟（3）中，針尖或鉆頭頂部的曲率半徑小于500微米。

優選地，所述步驟（3）中，在外半導體層和電纜有效段的交聯聚乙烯電纜絕緣上形成均勻分布的孔洞。

優選地，所述步驟（5）進一步包括如下步驟：（5-1）用生膠帶纏縛預留沿面靠近電纜有效段的部分，同時將引出線纏縛在預留沿面上，引出線的自由端有足夠長度裸露在外；（5-2）用套管包覆電纜，長度覆蓋電纜有效段和至少部分生膠帶纏縛段，用管箍固定套管無引出線的一端，從套管有引出線的一端加入鹽溶液，同時檢查套管無引出線的一端是否漏液，如漏液則需進一步加固管箍至停止漏液，加滿鹽溶液后，用管箍固定套管有引出線的一端，直至沒有液體滲出。

優選地，所述套管為熱縮套管，在管箍固定熱縮套管的兩端前，均勻加熱熱縮套管使熱縮套管收縮包裹生膠帶。

優選地，所述步驟（6）中，高壓電源的電壓頻率為1kHz-10kHz，電壓取合適的值，使交聯聚乙烯電纜絕緣的場強至少為5kV_rms/mm。