[發明專利]一種電纜的絕緣老化狀態評估方法和裝置

有效

• 申請號: 202011362150.9
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112485617B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 于是乎;余欣;黃振;魏俊濤;李志峰;楊賢;彭向陽
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蘇云輝

本申請屬于電力設備電氣絕緣檢測領域，尤其涉及一種電纜的絕緣老化狀態評估方法和裝置。本申請公開的基于直流偏壓下介電常數的變化率dε_r/dE來判斷電纜絕緣的老化狀態，直流偏壓下介電常數的變化率dε_r/dE越大，電纜絕緣的老化程度越嚴重。本申請提出了一種電纜的絕緣老化狀態評估方法和裝置，不必知道投入運行前電纜絕緣的歷史數據即可判斷電纜絕緣的老化狀態，可簡單準確地判斷電纜絕緣的老化狀態。

技術領域

本申請屬于電力設備電氣絕緣檢測領域，尤其涉及一種電纜的絕緣老化狀態評估方法和裝置。

背景技術

交聯聚乙烯絕緣電纜憑借著優良的電氣和理化性能，被廣泛應用于電力輸電系統。在長期的運行過程中，電纜絕緣材料會受到多種因素的作用發生老化，其性能也會下降，影響電力系統的安全性與可靠性。交聯聚乙烯電纜的設計使用時間一般為30～40年，目前我國已經有許多線路處于設計使用時間的中后期，因此有必要對交聯聚乙烯電纜絕緣老化狀態進行評估。

目前對電纜絕緣老化狀態的評估通常是利用多種測試技術獲得能夠表征材料結構和性能劣化的特征量，例如通過拉伸試驗獲得斷裂伸長率，通過掃描電子顯微鏡觀測晶體形態，又或是通過電學性能測試獲得擊穿場強、介質損耗因數等電學參數。

然而，由于各條線路的電纜在生產廠家、原料組成、生產工藝等方面存在差異，因此投入運行前電纜絕緣的性能數值各不相同，運行維護部門也無法準確得知相應線路電纜在未投入運行時的歷史數據。因此，只知道目標試樣在測試時刻的性能參數很難準確判斷電纜絕緣的老化程度。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的問題，本申請提出了一種電纜的絕緣老化狀態評估方法和裝置，不必知道投入運行前電纜絕緣的歷史數據即可判斷電纜絕緣的老化狀態，可簡單準確地判斷電纜絕緣的老化狀態。

本申請第一方面提供了一種電纜的絕緣老化狀態評估方法，包括以下步驟：

S101、將絕緣電纜切割成若干片，制得若干個絕緣電纜片，其中一個作為未熱老化的第一目標試樣，其余作為熱老化的第二目標試樣；

S102、對每個所述第二目標試樣進行對應預設的老化處理；

S103、分別對未熱老化的所述第一目標試樣和已熱老化的所述第二目標試樣的正反面設置金屬電極；

S104、分別測定已設置金屬電極的所述第一目標試樣和已設置金屬電極的所述第二目標試樣的厚度d，并測定已設置金屬電極的所述第一目標試樣和已設置金屬電極的所述第二目標試樣在預設不同的直流偏壓U下的介電常數ε_r；

S105、根據S104的直流偏壓U下的介電常數ε_r，分別計算所述第一目標試樣和所述第二目標試樣的直流偏壓下介電常數的變化率dε_r/dE，其中，E為直流電壓下的電場強度E＝U/d，以電場強度E為橫坐標，對應的ε_r為縱坐標，繪制ε_r～E關系線性曲線；所述直流偏壓下介電常數的變化率dε_r/dE為所述ε_r～E關系線性曲線的斜率；

S106、根據S105得到的所述直流偏壓下介電常數的變化率dε_r/dE，判斷所述絕緣電纜的絕緣老化狀態。

作為優選，所述絕緣電纜為交聯聚乙烯電纜。

其中，所述絕緣電纜為110kV交聯聚乙烯電纜。

作為優選，S101中還包括清除所述第一目標試樣和所述第二目標試樣表面的雜質。

其中，所述清除雜質的方法包括用無水乙醇清除所述第一目標試樣和所述第二目標試樣表面的雜質，干燥后作為目標試樣。