[發明專利]一種聚丙烯電纜復合老化試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 202011381457.3
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112557847A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 劉佳鑫;劉一濤;田野;歐陽本紅;楊威;于凡;趙鵬;王剛;史可鑒;李勝川;代子闊;王陽;韓洪剛
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院;全球能源互聯網研究院有限公司;中國電力科學研究院有限公司;國網遼寧省電力有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R1/04
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 肖繼軍

一種聚丙烯電纜復合老化試驗裝置及試驗方法，裝置包括：串聯諧振耐壓裝置、封板、接線柱、被試電纜、固定支撐、升降支撐、低溫箱模塊和脈沖電流局放檢測裝置；串聯諧振耐壓裝置的兩個輸出端、接線柱與被試電纜通過導線連接構成回路；接線柱貫穿封板并固定在封板上，低溫箱模塊頂部開有通孔，與封板匹配，封板可對通孔進行封堵；被試電纜、固定支撐和升降支撐設置在低溫箱模塊內部，被試電纜兩端部位通過固定支撐進行固定和支撐，中間部位通過升降支撐進行固定和支撐。所述試驗裝置及試驗方法可在保證電纜段完整的前提下，同時模擬進行聚丙烯電纜長時間高壓、低溫、機械力共同作用下的絕緣性能和電氣性能考核。

技術領域

本發明屬于電力系統輸電技術領域，更具體地，涉及一種聚丙烯電纜復合老化試驗裝置及方法。

背景技術

目前柔性輸配電設備中常用電纜絕緣料由于發生交聯后不可回收重復利用環保性較差，而新型的環保聚丙烯材料由于耐熱溫度高，環保可回收，因而成為新一代替代材料。聚丙烯電纜絕緣材料在電應力、熱應力以及機械應力等的持續作用下會發生材料老化，進而對其材料特性造成影響，如影響其理化特性及耐壓特性等。例如，外部環境溫度過高會導致電纜自身溫度升高；電纜長期過負荷運行也會引起發熱；集束敷設造成的散熱效果差也會導致電纜絕緣溫度升高；敷設在地下的電纜在運行中會受到一定的振動和沖擊，在集束或敷設時也會因擠壓而造成機械損傷；水分、鹽霧對電纜的腐蝕會造成其表皮龜裂，氧氣和水分填充裂紋；隨著輸電電壓等級的提高和直流輸電工程的建設，高壓電纜的老化問題愈顯突出。聚丙烯電纜絕緣材料老化的最終結果會導致材料的電氣性能發生改變，若絕緣性能劣化過多則容易發生絕緣擊穿事故，威脅聚丙烯電纜的運行安全。

然而目前對自主研發的聚丙烯電纜絕緣材料的老化特性還缺乏研究基礎。例如，聚丙烯電纜絕緣料的熔融溫度更高，可達到130-150℃，能明顯提升聚丙烯電纜的運行溫度，但耐低溫沖擊性能較差，脆化溫度為-35℃，在低于-35℃會發生脆化，耐寒性不如聚乙烯。可見在低溫環境下安裝與運行的聚丙烯電纜會受到多種應力作用導致電纜出現老化。在現有的實驗設備中尚缺乏對聚丙烯電纜多種老化復合作用同時進行實驗的設備，因此本發明在保證電纜段完整的前提下，對于模擬聚丙烯電纜在高壓、低溫、機械力共同作用下造成的電老化和機械老化復合影響具有很高的應用價值。

發明內容

為解決現有技術中存在的不足，本發明的目的在于，提供一種聚丙烯電纜復合老化試驗裝置，另一目的是提供聚丙烯電纜復合老化試驗方法，本發明中的整套裝置可在保證電纜段完整的前提下，同時模擬進行聚丙烯電纜長時間高壓、低溫、機械力共同作用下的絕緣性能和電氣性能考核。

本發明采用如下的技術方案。一種聚丙烯電纜復合老化試驗裝置，包括：串聯諧振耐壓裝置、封板、接線柱、被試電纜、固定支撐、升降支撐、低溫箱模塊和脈沖電流局放檢測裝置；

串聯諧振耐壓裝置的兩個輸出端、接線柱與被試電纜通過導線連接構成回路；

接線柱貫穿封板并固定在封板上，低溫箱模塊頂部開有通孔，與封板匹配，封板可對通孔進行封堵；

被試電纜、固定支撐和升降支撐設置在低溫箱模塊內部，被試電纜兩端部位通過固定支撐進行固定和支撐，中間部位通過升降支撐進行固定和支撐。

優選地，低溫箱模塊包括：隔熱箱體、制冷劑層和低溫箱控制系統，隔熱箱體包裹在制冷劑層外壁上，低溫箱控制系統安裝于隔熱箱體外壁上，制冷劑層工作狀態由低溫箱控制系統進行監測和控制。

優選地，低溫箱控制系統用于提供-15-0℃的恒定低溫環境，降溫速率設定為每20分鐘降溫5℃。

優選地，串聯諧振耐壓裝置的輸出電壓至少為42kV。

優選地，被試電纜為額定電壓10-35kV的聚丙烯絕緣電力電纜。

優選地，升降支撐提供的電纜彎曲能力不小于±2mm。