[發明專利]用于10kV交聯聚乙烯電纜加速水樹老化的系統及方法

有效

• 申請號: 201610025068.4
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105486593B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 沈煜;阮羚;楊帆;張冠軍;程建翼;鮑玉川;王彥博;趙艾萱;張幸;鄧軍波
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網湖北省電力公司電力科學研究院;西安交通大學
• 主分類號: G01N3/20
• 分類號: G01N3/20;G01N17/00;G01R31/00
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

本發明提供一種用于10kV交聯聚乙烯電纜樣品加速水樹老化的系統，包括環氧樹脂箱體、直流高壓源、機械臂、接地銅片、加熱板。箱體其中一對向設置的兩側邊設有供電纜穿過的密封孔洞，電纜的兩端從密封孔洞露出，密封孔洞分別使用兩個密封圈密封。電纜露出密封孔洞的一端將絕緣層和半導電層剝掉露出銅芯，直流高壓源用于與銅芯連接，環氧樹脂箱體用于灌入鹽溶液以將電纜浸沒，接地銅片一端浸入鹽溶液中，另一端接地，電纜浸入鹽溶液中的部分經過扎針處理形成多個小孔，加熱板與環氧樹脂箱體連接，兩個密封孔洞的外側分別設有一個機械臂。本發明可模擬交聯聚乙烯電纜在潮濕、過熱環境下造成的水樹、熱、機械老化，同時很好地保留電纜的完整性。

技術領域

本發明涉及高電壓電纜檢測技術領域，具體是一種用于10kV交聯聚乙烯電纜加速水樹老化的系統及方法。

背景技術

水樹是交聯聚乙烯(XLPE)絕緣發生降解的一種現象，它是因水分浸入XLPE絕緣層中，與電場共同作用而形成的樹枝狀物。水樹枝具有親水的特性，開始時水樹枝是一些鏈狀的充水孔穴，之后逐漸形成具有親水性表面的樹枝狀細微通道，在潮濕和電應力的作用下，幾年內水樹枝可增長到1mm左右。在電纜中，水樹出現的區域主要是半導電層與絕緣層接觸面的凸起處和絕緣層內部缺陷(氣孔、雜質等)處，這些地方的電場強度較高，因此容易成為水樹的引發點。

而電纜長期運行過程中，受載流量的大小、敷設方式、環境溫度的影響，局部會出現過熱的情況，導致熱老化程度加劇。

同時，電纜在安裝、維護、運行過程中受不當的牽引、彎曲等機械力作用，會導致應力作用下電纜出現機械老化。

這三類老化是目前最為廣泛的老化類型，對于電纜的安全使用有較大的影響。在現有的實驗設備中尚缺乏對三種老化同時進行實驗的設備，因此本發明對于模擬交聯聚乙烯電纜在潮濕、過熱環境下的運行、維護造成的水樹、熱、機械老化有著很強的應用價值。

發明內容

本發明提供一種用于10kV交聯聚乙烯電纜加速水樹老化的系統及方法，其結構簡單，老化周期短，實用性強，可以模擬交聯聚乙烯電纜在潮濕、過熱環境下造成的水樹、熱、機械老化，同時很好地保留電纜樣品段的完整性。

一種用于10kV交聯聚乙烯電纜樣品加速水樹老化的系統，包括環氧樹脂箱體、直流高壓源、機械臂、接地銅片、加熱板，環氧樹脂箱體其中一對向設置的兩側邊設有供電纜穿過的密封孔洞，電纜的兩端從密封孔洞露出，密封孔洞使用密封圈密封，電纜露出密封孔洞的一端將絕緣層和半導電層剝掉露出銅芯，直流高壓源用于與銅芯連接，環氧樹脂箱體用于灌入鹽溶液以將電纜浸沒，接地銅片一端浸入鹽溶液中，接地銅片的另一端接地，電纜浸入鹽溶液中的部分經過扎針處理形成多個小孔，加熱板與環氧樹脂箱體連接，用于對環氧樹脂箱體進行加熱，兩個密封孔洞的外側分別設有一個機械臂，兩個機械臂分別夾住電纜露出密封孔洞的兩端，其中一端固定，另一端依靠電機驅動機械臂移動，用以彎曲電纜模擬機械老化過程。

進一步的，直流高壓源與銅芯之間串接有水電阻。

進一步的，環氧樹脂箱體的另一對向設置的兩個側邊由膠套進行連接。

進一步的，所述鹽溶液為質量百分比濃度為20％的氯化鈉溶液。

進一步的，電纜浸入鹽溶液中的部分使用鋼針穿透半導電層，插入絕緣層中，之后將針頭拔出，等間距的在電纜上扎出多個小孔。

一種用于10kV交聯聚乙烯電纜樣品加速水樹老化的方法，使用上述老化系統進行，所述方法包括如下步驟：

1)在水樹老化進行之前對電纜的樣品段進行扎針處理，用鋼針在電纜的樣品段表面扎出多個小孔以加速水樹枝的生長速度，同時電纜的樣品段的一端剝去半導電層和絕緣層，使得電纜的銅芯裸露；

2)將經過扎針處理的電纜的樣品段穿過環氧樹脂箱體左右兩側預留出的密封孔洞，確保扎針留下的小孔位于環氧樹脂箱體內部，之后將密封孔洞使用密封圈進行密封；