[發明專利]高壓直流電纜負荷循環試驗絕緣溫度梯度控制方法及系統

有效

• 申請號: 201410542848.7
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN104297646A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 傅明利;候帥;田野;郝艷捧;陽林;黃之明;黃吉超
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑

技術領域

本發明涉及一種高壓直流電纜負荷循環試驗絕緣溫度梯度控制方法。本發明還涉及專用于所述方法的高壓直流電纜負荷循環試驗絕緣溫度梯度控制系統。

背景技術

高壓直流輸電線路中采用的XLPE絕緣高壓直流電纜，具有體積小、傳輸容量大、絕緣水平高、維護成本低、對環境影響小等一系列優點，已經在陸地和海底的一些輸電線路示范或實際工程中得到了應用。但是目前對這種高壓直流電纜的長期運行情況、老化過程等方面的系統研究還不夠完善。

高壓直流電纜主絕緣所承受的溫度梯度對于其絕緣狀態和使用壽命都有著直接的影響，特別對于XLPE絕緣高壓直流電纜來說，在直流電壓下，(1)XLPE絕緣中的電場分布與其絕緣電導率有關，而電導率是溫度的函數；(2)XLPE絕緣高壓直流電纜在運行中會有空間電荷的累積。研究表明，空間電荷的累積程度與XLPE絕緣承受的溫度梯度有著直接的關系。因此，在研究XLPE絕緣高壓直流電纜的絕緣性能時，需要把電纜XLPE絕緣控制在恒定的溫度梯度下，以準確掌握空間電荷積累、絕緣老化等與溫度梯度之間的關系，進而為XLPE絕緣高壓直流電纜的研發提供技術支撐。綜上所述，溫度控制對于XLPE絕緣高壓直流電纜絕緣性能的研究是十分重要的。

目前關于高壓直流電纜負荷循環試驗絕緣溫度梯度控制方法，只對電纜線芯溫度進行控制，還沒有一種對電纜外表面溫度進行準確控制的方法，不能在XLPE絕緣上形成穩定可控的溫度梯度。

發明內容

本發明所要解決的第一個技術問題，就是提供一種高壓直流電纜負荷循環試驗絕緣溫度梯度控制方法。

本發明所要解決的第二個技術問題，就是提供一種專用于上述方法的高壓直流電纜負荷循環試驗絕緣溫度梯度控制系統。

采用本方法和系統，可同時準確控制XLPE絕緣高壓直流電纜線芯溫度與外表面溫度，進而在XLPE絕緣上形成穩定可控的溫度梯度。

解決上述第一個技術問題，本發明采用以下的技術方案：

S1，將XLPE絕緣高壓直流電纜、接頭和終端連接成勺形閉合回路，稱為試驗回路；

S2，將與試驗回路電纜的型號和生產批次相同XLPE絕緣高壓直流電纜連接成U形閉合回路，稱為模擬回路；

S3，在試驗回路電纜上施加試驗電壓，模擬回路電纜上不施加試驗電壓；

S4，高壓直流電纜負荷循環試驗絕緣溫度梯度控制，包括對模擬回路和試驗回路電纜線芯電流控制和周圍媒介溫度控制，具體包含以下子步驟：

S4-1，用升流裝置為試驗回路與模擬回路中的XLPE絕緣高壓直流電纜通以電流；

S4-2，在模擬回路中，測量電纜線芯電流、線芯溫度、絕緣屏蔽層溫度、電纜外表面溫度和電纜周圍媒介溫度；

S4-3，在模擬回路中，持續調節電纜線芯電流和電纜周圍媒介溫度，直至電纜線芯溫度和絕緣屏蔽層溫度達到預定值，記錄此時電纜線芯電流和電纜周圍媒介溫度；

S4-4，在試驗回路中，測量電纜線芯電流、電纜外表面溫度和電纜周圍媒介溫度；

S4-5，在試驗回路中，持續調節電纜線芯電流和電纜周圍媒介溫度，直至與模擬回路中相同，此時認為試驗回路中電纜線芯溫度和絕緣屏蔽層溫度與模擬回路中相同，同樣達到預定值，從而在試驗回路中電纜XLPE絕緣上形成穩定可控的溫度梯度。

所述的勺形為：電纜從中部折返呈平行兩段，電纜兩端與終端相連接并水平對齊，折返部分通過半徑大于電纜最小彎曲半徑的圓弧過渡，折返部分的一端與過渡圓弧相切，俯視呈勺形；

所述的U形為：電纜從中部折返呈平行兩段，電纜兩端與終端相連接并水平對齊，折返部分通過半徑等于電纜最小彎曲半徑的圓弧過渡，折返部分的兩端與過渡圓弧相切，俯視呈睡倒的U形。

解決上述第二個技術問題，本發明采用以下的技術方案：

一種專用于上述方法的高壓直流電纜負荷循環試驗絕緣溫度梯度控制系統，其特征是包括：

一將XLPE絕緣高壓直流電纜、接頭和終端連接成的勺形閉合回路，稱為試驗回路；

一將與試驗回路電纜的型號和生產批次相同的XLPE絕緣高壓直流電纜連接成的U形閉合回路，稱為模擬回路；

所述的試驗回路和模擬回路均包括水溫控制單元、升流單元和測量控制單元；