[發明專利]一種測量交聯聚乙烯材料受熱歷史溫度的方法

在審

• 申請號: 202011042594.4
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112326723A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 劉松華;陳錚錚;鄧顯波;歐陽本紅;趙鵬;于鑫;李文杰;王昱力;陳鴻;劉宗喜
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網遼寧省電力有限公司丹東供電公司
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01N25/12
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 夏德政

本發明提供了一種測量交聯聚乙烯材料受熱歷史溫度的方法，包括：對交聯聚乙烯樣品進行第一次升溫，獲取所述第一次升溫過程中的溫度和熱流數據；將所述交聯聚乙烯樣品從所述第一預設溫度降溫至第二預設溫度；對交聯聚乙烯樣品進行第二次升溫，并獲取該升溫過程中的溫度和熱流數據；對兩次升溫過程中的溫度和熱流數據進行處理，得到兩次升溫過程中的熱流對溫度導數曲線，并據此確定所述交聯聚乙烯樣品的受熱歷史溫度。本發明中,通過對單個交聯聚乙烯樣品進行兩次升溫，即可根據兩次升溫過程中的熱流對溫度導數曲線確定聯聚乙烯樣品的受熱歷史溫度，減少了測量次數和所需樣品數量，簡化了數據處理過程，可以快速地確定交聯聚乙烯材料受熱歷史溫度。

技術領域

本發明涉及電纜絕緣材料性能測試技術領域，具體而言，涉及一種測量交聯聚乙烯材料受熱歷史溫度的方法。

背景技術

交聯聚乙烯材料是當前電力電纜設備中廣泛采用的絕緣材料。交聯聚乙烯材料的受熱歷史對電力電纜絕緣的熱老化行為及性能有著重要的影響。電纜生產、存儲、運輸、敷設和運行過程中的眾多因素都可能使電纜的絕緣材料經受預期之外的高溫，導致交聯聚乙烯絕緣電纜的絕緣性能與設計時的取值發生偏離。在部分案例中，絕緣材料過熱導致交聯聚乙烯絕緣絕緣擊穿。因此，電纜的受熱歷史溫度是評價電纜狀態、分析故障原因的重要依據。

目前國內相關標準中僅指出在開展差示掃描量熱測量前將試樣加熱到足夠高的溫度，以消除試驗材料以前的熱歷史，并未給出測量交聯聚乙烯材料受熱歷史的方法。對于交聯聚乙烯電纜，當受熱溫度超過交聯聚乙烯材料主熔融溫度(約105℃)后，電纜在生產、存儲、運輸、敷設和運行過程中的受熱歷史會被消除。有文獻指出，如果交聯聚乙烯材料的受熱歷史溫度T低于主熔融溫度，則材料的差示掃描量熱升溫曲線會在溫度T兩側各出現一個小熔融峰P1(高于溫度T處)和P2(低于溫度T處)。有研究人員提出采用數據擬合公式計算交聯聚乙烯材料的受熱歷史溫度及其對應的受熱時間的方法，但需要開展多次取樣測量確定擬合系數，在實際應用中易受到材料受熱歷史溫度自身差異性的影響。有研究人員提出以P1開始出現的地方對應的溫度作為交聯聚乙烯材料的受熱歷史溫度，但并未給出確認該溫度的方法，溫度結果不能排除實驗人員因素的影響。

發明內容

鑒于此，本發明提出了一種測量交聯聚乙烯材料受熱歷史溫度的方法，旨在解決現有技術中需要開展多次取樣測量確定擬合系數來計算交聯聚乙烯材料的受熱歷史溫度導致測試過程繁瑣、測試效率較低的問題。

本發明提出了一種測量交聯聚乙烯材料受熱歷史溫度的方法，包括以下步驟：以第一預設升溫速率對交聯聚乙烯樣品進行第一次升溫，升溫至第一預設溫度后保持第一預設時長，獲取所述第一次升溫過程中的溫度和熱流數據；以預設降溫速率將所述交聯聚乙烯樣品從所述第一預設溫度降溫至第二預設溫度，并保持第二預設時長；以第二預設升溫速率對所述交聯聚乙烯樣品進行第二次升溫，升溫至第二預設溫度后保持第三預設時長，獲取所述第二次升溫過程中的溫度和熱流數據；對所述第一次升溫過程中和所述第二次升溫過程中的溫度和熱流數據進行處理，得到兩次升溫過程中的熱流對溫度導數曲線，并據此確定所述交聯聚乙烯樣品的受熱歷史溫度。

進一步地，上述測量交聯聚乙烯材料受熱歷史溫度的方法中，所述對所述第一次升溫過程中和所述第二次升溫過程中的溫度和熱流數據進行處理包括：分別計算第一次升溫過程和第二次升溫過程中的熱流對溫度導數數據。

進一步地，上述測量交聯聚乙烯材料受熱歷史溫度的方法中，所述確定所述交聯聚乙烯樣品的受熱歷史溫度進一步包括：以相同的溫度坐標軸繪制兩次升溫過程中的熱流對溫度導數曲線，以僅存在于所述第一次升溫過程中的峰值曲線作為所述交聯聚乙烯樣品的熱歷史峰；根據所述第二次升溫過程中的熱流對溫度導數曲線與所述一次升溫過程中熱歷史峰的交叉點確定所述交聯聚乙烯樣品的受熱歷史溫度。

進一步地，上述測量交聯聚乙烯材料受熱歷史溫度的方法中，所述交叉點為兩個，以兩個所述交叉點對應的兩個溫度數據中的較小值作為所述交聯聚乙烯樣品的受熱歷史溫度。