一種利用極化電流評估交聯聚乙烯中壓電纜絕緣的方法
【專利摘要】一種利用極化電流評估交聯聚乙烯中壓電纜絕緣的方法：S1，將一直流高壓電源(10)的高壓端和低壓端，分別與所述交聯聚乙烯中壓電纜樣品(11)的線芯與金屬屏蔽層直接相連，輸出電壓-1kV,產生電纜極化電流；樣品包括新品及各種不同老化程度電纜；S2，利用微弱電流檢測計(12)連接在回路電壓端上檢測電纜樣品的極化電流，傳送至并通過電腦(13)進行實時保存極化電流數據；S3，利用擴展德拜模型對極化電流進行擬合獲取模型參數，利用傅里葉變換得到0.001～0.5Hz低頻下的介質損耗譜，通過對比不同電纜的介質損耗譜，對相對老化程度進行評估。本發明測試流程簡便，無破壞性，對局部嚴重缺陷反映靈敏，從老化機理上對XLPE電纜的整體老化程度進行評估，結果更具說服力。
【專利說明】一種利用極化電流評估交聯聚乙烯中壓電纜絕緣的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種評估交聯聚乙烯中壓電纜絕緣的方法，尤其是涉及一種利用極化 電流評估交聯聚乙烯中壓電纜絕緣的方法。
【背景技術】
[0002] 交聯聚乙烯（XLPE)電力電纜的結構從里向外為線芯、內半導體層、XLPE絕緣層、 外半導體層、金屬屏蔽層和外護套，該種電纜憑借其優異的熱導、機械和電氣性能及易安裝 維護、介質損耗低等優點，被廣泛應用于城市配電網中。電纜運行過程中，在水分和電場的 共同作用下會形成水樹枝，水樹枝可進一步發展成為電樹枝，這會使電纜絕緣性能下降，有 時會使絕緣被擊穿，造成電纜故障。因此需要找到電纜絕緣現場診斷的方法，評估電纜的絕 緣狀況。
[0003] 對于電纜絕緣老化檢測方法，按照試驗時電纜所處的運行狀態可以分為離線檢測 方法、帶電檢測方法和在線檢測方法。在線檢測的方法較為成熟，但由于受到現場惡劣環境 以及運行電壓的干擾，使得監測結果準確度不足，難以在電力系統中推廣；帶電檢測方法是 在系統不停電的狀態下進行的測量，能較有效的排除環境的干擾，但帶電檢測方法僅停留 在"發現問題"的階段，無法對電纜老化程度進行量化判斷。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題，就是提供一種利用極化電流評估交聯聚乙烯中壓電 纜絕緣的方法，其檢測準確度高且能對電纜老化程度進行量化判斷。
[0005] 解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：
[0006] -種利用極化電流評估交聯聚乙烯中壓電纜絕緣的方法，其特征是包括以下步 驟：
[0007] S1，將一直流高壓電源10的高壓端和低壓端，分別與所述交聯聚乙烯中壓電纜樣 品11的線芯與金屬屏蔽層直接相連，輸出電壓-lkV，產生電纜極化電流；
[0008] 所述的樣品包括新品電纜及各種不同老化程度電纜；
[0009] S2,利用微弱電流檢測計12連接在回路電壓端上檢測電纜樣品11的極化電流，傳 送至并通過電腦13進行實時保存極化電流數據；
[0010] S3,利用擴展德拜模型對極化電流進行擬合獲取模型參數，利用傅里葉變換得到 0. 001?0. 5Hz低頻下的介質損耗譜，通過對比不同電纜的介質損耗譜，對不同電纜的相對 老化程度進行評估。（本步驟是現有技術）
[0011] 本評估方法只是用于區分電纜之間的相對老化程度，尚不能進行剩余壽命評估。
[0012] 有益效果：本發明的極化電流法是一種離線的XLPE電纜絕緣老化評估方法，具體 檢測過程在電纜線芯和金屬屏蔽層之間施加直流電壓，測量加壓過程中交聯聚乙烯中壓電 纜的極化電流，根據電纜擴展德拜模型理論，通過分析不同老化時間的交聯聚乙烯電纜絕 緣的極化電流，轉換為低頻下介質損耗因數譜，評估交聯聚乙烯中壓電纜的絕緣水樹老化 狀態。本法測試流程簡便，無破壞性，對局部嚴重缺陷反映靈敏，從老化機理上對XLPE電纜 的整體老化程度進行評估，結果更具說服力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發明的利用極化電流評估交聯聚乙烯中壓電纜絕緣的方法接線示意圖；
[0014] 圖2是本發明實施例提供的電纜擴展德拜模型的電路示意圖；
[0015] 圖3是本發明實施例提供的老化前后交聯聚乙烯電纜樣品的介質損耗頻譜。
【具體實施方式】
[0016] 以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。
[0017] 本發明的利用極化電流法評估交聯聚乙烯中壓電纜絕緣的方法實施例，包括以下 步驟：
[0018] S1，將一直流高壓電源10(大于或等于1000V)的高壓端和低壓端，分別與所述交 聯聚乙烯中壓電纜樣品11的線芯與金屬屏蔽層直接相連，產生電纜極化電流；
[0019] 所述的樣品包括新品電纜及各種不同老化程度電纜；S2,利用微弱電流檢測計12 連接在回路的低壓端上檢測電纜樣品11的極化電流，傳送至并通過電腦13進行實時保存 極化電流數據；
[0020] S3,利用擴展德拜模型對極化電流進行擬合獲取模型參數，利用傅里葉變換得到 低頻下的介質損耗譜，通過對比不同電纜的介質損耗譜，對其老化狀態進行評估。
[0021] 在本發明實施例中，如圖1對新電纜和老化電纜樣品進行極化電流測量。
[0022] 直流高壓電源10的高壓輸出端用于與電纜樣品11的線芯連接，輸出電壓為-lkV， 用于產生電纜極化電流，低壓端與電纜樣品11的金屬屏蔽層直接相連，同時，利用微弱電 流檢測計12檢測電纜樣品11的極化電流，并通過電腦13實時保存極化電流數據。
[0023] 在本發明實施例中，如圖2所示的電纜擴展德拜模型，對極化電流進行擬合獲取 擴展德拜模型中的電阻（R i)和電容（Ci)參數，利用傅里葉變換計算獲取不同老化時間電纜 樣品在低頻下（〇. 001?〇. 5Hz)的損耗因數譜，如公式（1)所示。
【權利要求】
1. 一種利用極化電流評估交聯聚乙烯中壓電纜絕緣的方法，其特征是包括以下步驟： S1，將一直流高壓電源（10)的高壓端和低壓端，分別與所述交聯聚乙烯中壓電纜樣品 (11)的線芯與金屬屏蔽層直接相連，輸出電壓-lkv，產生電纜極化電流； 所述的樣品包括新品電纜及各種不同老化程度電纜； 52, 利用微弱電流檢測計（12)連接在回路電壓端上檢測電纜樣品（11)的極化電流，傳 送至并通過電腦（13)進行實時保存極化電流數據； 53, 利用擴展德拜模型對極化電流進行擬合獲取模型參數，利用傅里葉變換得到 0. 001?0. 5Hz低頻下的介質損耗譜，通過對比不同電纜的介質損耗譜，對相對老化程度進 行評估。
【文檔編號】G01R31/12GK104459486SQ201410691172
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月25日 優先權日:2014年11月25日
【發明者】徐曉剛, 李鑫, 李化, 陳曉科, 汪進鋒, 黃楊玨, 葉剛, 林福昌, 劉毅, 張欽 申請人:廣東電網有限責任公司電力科學研究院, 華中科技大學