[發明專利]一種110kV XLPE高壓電纜絕緣老化評估方法

在審

• 申請號: 201911089429.1
• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN110736905A
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 馬驍;孫榮;余華興;顧博;劉云龍;邵勇;袁子超;謝弦;周勇;陳攀;周鼎;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 國網重慶市電力公司江北供電分公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R27/26
• 代理公司: 11429 北京中濟緯天專利代理有限公司
• 代理人: 郭萍

本發明公開了一種110kV XLPE高壓電纜絕緣老化評估方法，首先通過極化?去極化電流(PDC)測試高壓電纜在極化過程及去極化過程中的極化電流和去極化電流，然后依據得到極化電流和去極化電流獲取相應極化電壓下的低頻介質損耗因數，再以不同極化電壓下的低頻介質損耗因數變化量作為表征電纜絕緣老化的特征量，對高壓電纜的絕緣性能進行評估，本發明能夠實現對高壓電纜絕緣老化狀態的高效診斷，且能夠更加準確的反映高壓電纜的絕緣老化狀態，且靈敏度較高，因此在電纜絕緣老化診斷領域具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明屬于電氣技術領域，涉及電力電纜絕緣診斷技術，具體涉及一種110kVXLPE高壓電纜絕緣老化評估方法。

背景技術

XLPE電力電纜在機械應力、水分、溫度及電場等諸多因素共同作用下，導致絕緣本體和附件的絕緣性能逐漸劣化，這將會導致電纜絕緣裕度下降，在沖擊電壓的作用下可能會導致電纜絕緣擊穿，引發電力事故。為了監測電纜絕緣狀態，對電纜進行周期性的絕緣診斷是必要的。

高壓電力電纜的絕緣厚度較為厚，額定電壓等級較高，且結構有別于中壓電纜，故傳統的中壓電纜絕緣診斷技術(如絕緣電阻和吸收比測量、工頻介質損耗因數測量、泄漏電流測量等)應用在高壓電纜上效果不佳。目前針對高壓電纜的絕緣診斷還沒有公認有效的方法。國內外學者也做出了諸多嘗試。等溫松弛電流法曾經被應用于高壓電纜的絕緣診斷，但需要對等溫松弛電流曲線進行擬合分析，實際操作復雜且不可靠。此外，也有學者證明高壓電纜低頻因數與其絕緣老化狀態有正相關關系，但其研究是通過寬頻介電阻抗譜測試儀測試，測試所需時間較長，在診斷效率上存在問題。

發明內容

針對目前缺少高壓電力電纜絕緣老化高效診斷方法的技術現狀，本發明的目的旨在提供一種110kV XLPE高壓電纜絕緣老化評估方法，能夠在較短的電力電纜離線時間內，在不破壞電纜絕緣性的情況下，對其絕緣老化情況作出有效診斷。

本發明的發明思路為：由于高壓電纜額定電壓等級高，電容量大，真正對其進行交流介質損耗檢測十分困難。在直流電壓下利用極化-去極化電流法同樣可以得到電纜的低頻介質損耗特性。研究發現，電力電纜的介質損耗可能不與絕緣老化程度呈正相關關系，單純依據介質損耗來診斷電纜絕緣老化情況，其診斷效果并不理想。然而，老化后的電力電纜在不同極化電壓下計算得到的介質損耗因數存在差異性，且其變化量與老化時間呈現正相關關系。故依據不同極化電壓下PDC測試得到的介質損耗因數變化量可幫助判斷電力電纜絕緣老化情況。

基于上述發明思路，本發明提供的110kV XLPE高壓電纜絕緣老化評估方法，包括以下步驟：

S1分別測量待測高壓電纜在第一極化電壓和第二極化電壓下極化過程的極化電流和去極化過程的去極化電流；

S2依據以下公式計算對高壓電纜分別施加第一極化電壓和第二極化電壓下對應的低頻介質損耗因數：

式中，σ₀為電纜絕緣的電導率，ε₀為真空介電常數，ε_∞為光頻介電常數，ε'(ω)為極化強度，ε”(ω)為介質損耗，χ'(ω)為絕緣介質復極化率χ(ω)的實部，χ”(ω)為絕緣介質復極化率χ(ω)的虛部；

S3獲取第一極化電壓和第二極化電壓對應的低頻介質損耗因數變化量Δtanδ，并以低頻介質損耗因數變化量Δtanδ作為表征高壓電纜絕緣老化的特征量Δtanδ，Δtanδ＝tanδ₂-tanδ₁tanδ₁、tanδ₂分別為第一極化電，

壓和第二極化電壓對應的低頻介質損耗因數；

S4基于該特征量Δtanδ對高壓電纜絕緣老化程度進行評估。