[發明專利]一種交聯聚乙烯電纜抗水樹能力快速檢測裝置及檢測方法

在審

• 申請號: 202010655203.X
• 申請日: 2020-07-09
• 公開（公告）號: CN111665426A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 陶文彪;侯少健;史志峰;晉濤;李瑞;張偉;蘆竹茂;周凱
• 申請（專利權）人: 國網山西省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/00
• 代理公司: 太原景譽專利代理事務所(普通合伙) 14113
• 代理人: 鄭景華

1.一種交聯聚乙烯電纜抗水樹能力快速檢測裝置，其特征在于，包括：高頻高壓電源（1）、恒溫箱（3）、高壓熔斷器（4）、電纜樣本（5）、有機玻璃缸（15）、有機玻璃蓋（6）、銅電極（7）、絕緣底座（8）和NaCl溶液（9），所述有機玻璃缸（15）設置于所述絕緣底座（8）的上方，所述有機玻璃缸（15）和所述絕緣底座（8）固定于所述恒溫箱（3）內部，所述有機玻璃缸（15）的內部填充有所述NaCl溶液（9），所述有機玻璃缸（15）的上端口蓋合有可開啟的所述有機玻璃蓋（6），所述銅電極（7）貫穿所述有機玻璃蓋（6），所述銅電極（7）的下端淹沒至所述NaCl溶液（9）內，所述銅電極（7）的上端接地，軸向水平設置的所述電纜樣本（5）為多個，多個所述電纜樣本（5）均貫穿所述有機玻璃缸（15）相對兩側的缸壁，且所述電纜樣本（5）與所述有機玻璃缸（15）缸壁密封連接，所述NaCl溶液（9）淹沒位于所述有機玻璃缸（15）內部的電纜樣本（5），每一個所述電纜樣本（5）的一端與一個高壓熔斷器（4）通過導線連接，多個所述高壓熔斷器（4）均與固定于所述恒溫箱（3）外部的所述高頻高壓電源（1）通過導線連接。

2.根據權利要求1所述的一種交聯聚乙烯電纜抗水樹能力快速檢測裝置，其特征在于，所述電纜樣本（5）包括：La段、Lb段和Lc段，所述Lb段和Lc段均為兩段，所述La段位于所述電纜樣本（5）的中部，所述La段的一端依次為Lb段和Lc段，所述La段的另一端依次為Lb段和Lc段，所述La段的最外層為外半導電層（12），所述Lb段的最外層為絕緣層（11），所述Lc段的最外層為纜芯（10），所述La段設置于所述有機玻璃缸（15）的內部，所述La段上均勻設置有兩排針孔（13），兩段Lb段貫穿所述有機玻璃缸（15）相對的兩側缸壁并與所述有機玻璃缸（15）的缸壁密封連接。

3.根據權利要求2所述的一種交聯聚乙烯電纜抗水樹能力快速檢測裝置，其特征在于，多個所述高壓熔斷器（4）與所述高頻高壓電源（1）連接的導線上還連接有高壓套管（2），所述高壓套管（2）貫穿所述恒溫箱（3）的箱壁。

4.根據權利要求2或3所述的一種交聯聚乙烯電纜抗水樹能力快速檢測裝置，其特征在于，所述La段、Lb段和Lc段的長度比為：La段:Lb段:Lc段=20:14:1。

5.根據權利要求4所述的一種交聯聚乙烯電纜抗水樹能力快速檢測裝置，其特征在于，所述有機玻璃缸（15）相對的兩側缸壁上相對設置有兩排貫穿孔（14），所述電纜樣本（5）的Lb段貫穿相應的貫穿孔（14）并通過玻璃膠密封連接。

6.根據權利要求5所述的一種交聯聚乙烯電纜抗水樹能力快速檢測裝置，其特征在于，所述有機玻璃蓋（6）上開設有所述銅電極（7）貫穿的通孔。

7.根據權利要求6所述的一種交聯聚乙烯電纜抗水樹能力快速檢測裝置，其特征在于，所述電纜樣本（5）La段上每兩個相鄰針孔（13）的間距為1cm。

8.一種根據權利要求1所述的交聯聚乙烯電纜抗水樹能力快速檢測裝置的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）、電纜樣本制作：

將電纜外護套、鋼鎧、填充物以及銅帶去除，露出單相電纜并切為小段電纜樣本，將電纜樣本的兩端分別剝除外半導電層漏出絕緣層，再在端部剝除絕緣層漏出纜芯，使用鋼針在電纜樣本留有外導電層的中間部分預留對稱的兩排針孔；

2）、電纜樣本安裝：

將步驟1）制作好的電纜試樣插入有機玻璃缸側面的貫穿孔，電纜樣本中部留有外半導電層部分均置于有機玻璃缸內，使用玻璃膠將貫穿孔與電纜樣本之間的縫隙填充；

3）、添加NaCl溶液：

向有機玻璃缸內注入質量分數為20%的NaCl溶液，將銅電極置入有機玻璃蓋上的通孔并固定，將有機玻璃蓋置于有機玻璃缸上；

4）、導線連接：

將步驟3）制作的有機玻璃缸及樣本置于恒溫箱的絕緣底座上，使用導線將電纜樣本一端纜芯與高壓熔斷器、高壓套管、高頻高壓電源連接在一起，將銅電極接地；

5）、水樹加速老化：

設置恒溫箱溫度為60℃，將高頻高壓電源開啟，電壓5kV，持續120小時；

6）、結果分析：

持續加壓120小時后，將電纜樣本取出后去除纜芯，沿針孔處將電纜樣本切為0.1mm厚的薄片，將薄片樣本置于顯微鏡下觀察和測量，記錄針孔尖端水樹引發情況以及水樹的長度和寬度，將水樹引發率、水樹尺寸與標準值進行對照，評估電纜的抗水樹能力。