[發(fā)明專利]一種基于對(duì)導(dǎo)數(shù)分析方法的交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣老化狀態(tài)評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810587479.1
• 申請(qǐng)日: 2018-06-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108828416B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建英;張媛媛;武康寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/12
• 分類號(hào): G01R31/12;G01R27/26
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于對(duì)導(dǎo)數(shù)分析方法的交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣老化狀態(tài)評(píng)估方法，對(duì)XLPE電纜絕緣進(jìn)行切片，制作不同的目標(biāo)試樣，對(duì)目標(biāo)試樣制作電極后置于在介電譜測(cè)試儀中，測(cè)得介電常數(shù)實(shí)部ε'和介電常數(shù)虛部ε”；獲得介電常數(shù)實(shí)部ε'和介電常數(shù)虛部ε”隨頻率的變化曲線，對(duì)得到的介電常數(shù)實(shí)部ε'進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算，獲得介電常數(shù)實(shí)部ε'對(duì)角頻率ω對(duì)數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)隨頻率的變化，從而對(duì)XLPE電纜絕緣老化狀態(tài)進(jìn)行表征。本發(fā)明方法有效避免了低頻范圍直流電導(dǎo)對(duì)介電松弛過(guò)程的影響，相比于傳統(tǒng)的介電常數(shù)實(shí)部和介電常數(shù)虛部，變化規(guī)律更加明顯，具有更清晰明確的老化狀態(tài)指示作用，方法操作簡(jiǎn)單，評(píng)估結(jié)果準(zhǔn)確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力設(shè)備絕緣檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種基于對(duì)導(dǎo)數(shù)分析方法的交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣老化狀態(tài)評(píng)估方法。

背景技術(shù)

交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電纜憑借著優(yōu)異的機(jī)械性能和介電性能被廣泛應(yīng)用于電力傳輸網(wǎng)絡(luò)中，然而，在運(yùn)行過(guò)程中電纜絕緣受到熱、電場(chǎng)以及其他環(huán)境因素的影響，性能發(fā)生劣化，如變硬、開(kāi)裂、電導(dǎo)率增大以及介電損耗增大等。XLPE電纜的設(shè)計(jì)使用壽命一般為30年，我國(guó)已有相當(dāng)數(shù)量的電纜進(jìn)入壽命的中后期，發(fā)生故障的概率也大幅度增加，因此，對(duì)電纜絕緣進(jìn)行老化狀態(tài)表征十分必要。

電介質(zhì)的介電響應(yīng)特性不僅是電介質(zhì)的重要性能之一，同時(shí)也是探索電介質(zhì)內(nèi)部分子鏈運(yùn)動(dòng)、載流子躍遷等微觀響應(yīng)特性的重要手段。研究表明，電介質(zhì)性能劣化，尤其是早期性能劣化，首先體現(xiàn)為其高溫低頻。工程電介質(zhì)早期劣化與高溫低頻條件下的介電響應(yīng)具有密切的聯(lián)系。對(duì)高溫低頻介電響應(yīng)的認(rèn)識(shí)是進(jìn)一步理解電介質(zhì)劣化、尤其早期劣化特性的關(guān)鍵。然而在高溫低頻區(qū)域，直流電導(dǎo)分量占比逐漸增加，甚至占據(jù)主導(dǎo)地位。此時(shí)，在頻域介電譜中直流電導(dǎo)分量疊加在具有長(zhǎng)松弛時(shí)間的低頻介電松弛過(guò)程上，部分、甚至完全遮蓋低頻介電松弛的現(xiàn)象。

當(dāng)前，通常使用介電常數(shù)虛部來(lái)評(píng)估電纜絕緣老化狀態(tài)，變化規(guī)律不明顯，導(dǎo)致評(píng)估結(jié)果存在偏差，不能及時(shí)反映出電纜絕緣老化狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于對(duì)導(dǎo)數(shù)分析方法的交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣老化狀態(tài)評(píng)估方法，該方法簡(jiǎn)單易行，評(píng)估結(jié)果可靠，能夠反映出電纜絕緣的老化狀態(tài)。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于對(duì)導(dǎo)數(shù)分析方法的交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣老化狀態(tài)評(píng)估方法，包括以下步驟：

1)試樣準(zhǔn)備：將交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣切成若干片，清除切片表面雜質(zhì)，取其中一個(gè)切片作為未老化的目標(biāo)試樣，再取出若干片分別進(jìn)行加熱老化處理，加熱不同時(shí)間段后取出，作為老化狀態(tài)表征的目標(biāo)試樣；

2)電極制作：對(duì)目標(biāo)試樣的正反兩面進(jìn)行離子濺射，形成兩個(gè)金屬電極；

3)介電譜測(cè)試：將目標(biāo)試樣放置在介電譜測(cè)試系統(tǒng)中，設(shè)置測(cè)試溫度、頻率范圍以及電壓，啟動(dòng)介電譜測(cè)試儀，測(cè)量交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣的復(fù)介電常數(shù)的頻率特性，獲得介電常數(shù)實(shí)部ε'和介電常數(shù)虛部ε”隨頻率的變化曲線；

4)對(duì)導(dǎo)數(shù)計(jì)算：對(duì)得到的介電常數(shù)實(shí)部ε'進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算，獲得介電常數(shù)實(shí)部ε'對(duì)角頻率ω對(duì)數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)隨頻率的變化；

5)老化狀態(tài)評(píng)估：根據(jù)步驟4)獲得的介電常數(shù)實(shí)部ε'對(duì)角頻率ω對(duì)數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)隨頻率的變化結(jié)果判斷交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣老化狀態(tài)。

優(yōu)選地，步驟1)中，取出三片切片進(jìn)行加熱老化處理：具體是將切片放置于干燥箱中，在100℃～150℃下進(jìn)行加熱老化實(shí)驗(yàn)，老化時(shí)間分別為10天、20天和50天，將老化后的三種切片分別作為老化狀態(tài)表征的三種目標(biāo)試樣，加上未老化目標(biāo)試樣一共制備出四種目標(biāo)試樣。

優(yōu)選地，步驟1)中的目標(biāo)試樣的厚度小于0.5mm。

優(yōu)選地，步驟1)中，對(duì)交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣進(jìn)行切片，得到直徑為30mm～50mm的圓形切片。