一種間接測量電纜絕緣層介質損耗的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力電纜監測的研宄領域，特別涉及一種間接測量電纜絕緣層介質損 耗的方法。
【背景技術】
[0002] 高壓電力電纜在電能輸送過程中，其對地電壓會使導體絕緣產生介質損耗，但介 質損耗較小。而當電纜處于過電壓運行狀態時，其介質損耗會大幅度增加。另外，由于工作 環境惡劣，電纜長期運行會引起電纜絕緣老化，包括電老化、熱老化等，老化的結果是絕緣 性能降低，介質損耗升高。因此，常可通過監測絕緣層介質損耗，判斷電纜是否處于過電壓 運行狀態，評估電纜絕緣的性能。
[0003] 目前，高壓電纜介質損耗的測量包括離線式和在線式兩種。離線式測量需要停電 處理，對用戶供電造成很大的不便，且耗費人力物力。但是，離線式測量能實時測量介質損 耗，及時反映出介質損耗的變化，以方便檢修人員決定是否進行停電檢修。常見介質損耗檢 測方法包括電橋法、電流平衡法、瓦特表法、過零點法等。電橋法和電流平衡法需要取樣進 行離線測量；瓦特表法和過零點法都基于如下原理：當電纜絕緣的介質損耗變化，線路電 壓與電流的相位差發生變化。即通過測量線路的功率因數角變化達到測量介質損耗的目 的。瓦特表法和過零點法可以在線測量，但由于介質損耗對線路總損耗的影響較小，對儀表 的測量精度要求較高。
[0004] 考慮到介質損耗與電纜的熱場分布有關，介質損耗變化會引起電纜熱場分布變 化。因此，可以通過溫度測量間接獲得電纜絕緣層介質損耗。
【發明內容】
[0005] 本發明的主要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種間接測量電纜絕緣 層介質損耗的方法。
[0006] 為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：
[0007] -種間接測量電纜絕緣層介質損耗的方法，包括下述步驟：
[0008] S1、將測溫熱電偶用標準熱電偶進行校準，保證測溫熱電偶的測量精度；
[0009] S2、將兩個測溫熱電偶分別布置到電纜絕緣層的內、外表面；
[0010] S3、將測溫熱電偶連接到測溫儀上，以便實時測量電纜絕緣層的內、外表面溫度；
[0011] S4、將絕緣層內、外表面溫度代入絕緣層介質損耗計算公式，計算得到絕緣層介質 損耗。
[0012] 優選的，步驟S2具體為：
[0013] S2. 1、根據電纜截面參數得到絕緣層的厚度，將兩個測溫熱電偶綁在一起，前后間 隔等于絕緣層的厚度；
[0014] S2. 2、用電鉆對電纜進行打孔，打深到鉆頭接觸金屬屏蔽為止；
[0015] S2. 3、將綁縛在一起的測溫熱電偶插入小孔內，用環氧泥填充孔隙，避免空氣對流 引起的測溫誤差。
[0016] 優選的，步驟S4具體為：
[0017] S4. 1、根據導熱基本定律知，單位時間內通過單位截面積所傳導的熱量，正比于垂 直于截面方向上的溫度變化率，用熱阻表示比例系數，即可得到如下公式，
【主權項】
1. 一種間接測量電纜絕緣層介質損耗的方法，其特征在于，包括下述步驟： 51、 將測溫熱電偶用標準熱電偶進行校準，保證測溫熱電偶的測量精度； 52、 將兩個測溫熱電偶分別布置到電纜絕緣層的內、外表面； 53、 將測溫熱電偶連接到測溫儀上，以便實時測量電纜絕緣層的內、外表面溫度； 54、 將絕緣層內、外表面溫度代入絕緣層介質損耗計算公式，計算得到絕緣層介質損 耗。
2. 根據權利要求1所述的間接測量電纜絕緣層介質損耗的方法，其特征在于，步驟S2 具體為： S2. 1、根據電纜截面參數得到絕緣層的厚度，將兩個測溫熱電偶綁在一起，前后間隔等 于絕緣層的厚度； S2. 2、用電鉆對電纜進行打孔，打深到鉆頭接觸金屬屏蔽為止； S2. 3、將綁縛在一起的測溫熱電偶插入小孔內，用環氧泥填充孔隙，避免空氣對流引起 的測溫誤差。
3. 根據權利要求1所述的間接測量電纜絕緣層介質損耗的方法，其特征在于，步驟S4 具體為： S4. 1、根據導熱基本定律知，單位時間內通過單位截面積所傳導的熱量，正比于垂直于 截面方向上的溫度變化率，用熱阻表示比例系數，即可得到如下公式，
式中，T表示熱阻；Λ t表示溫度梯度；Q表示單位時間內，通過單位截面積所傳導的熱 量； S4. 2、由于電纜絕緣層為緊貼在銅芯導體上的圓筒壁，用下述公式計算電纜絕緣層的 熱阻，
式中，P τ絕緣材料熱阻系數，K · m/W ;d。導體直徑，mm ;t i為絕緣厚度，mm，式中參數都 可通過查閱資料找到； S4. 3、根據IEC60287標準，通過下述公式計算流過電纜絕緣層的熱流， Q = I2R+0. 5〇d (3) 式中，Q表示通過絕緣層的熱流（K*m/W) ;1表示通過電纜的電流（A)，可通過測量得 到；R表示電纜的交流電阻（Ω/m) ;〇d表示電纜絕緣層的介質損耗（K*m/W); S4. 4、由公式（1)，公式（2)，公式（3)可得到電纜絕緣層介質損耗的計算公式，
式中，I表示通過電纜的電流（A)，可通過測量得到；R表示電纜的交流電阻（Ω/m) ;?d 表示電纜絕緣層的介質損耗（K · m/W) ; P τ絕緣材料熱阻系數，K · m/W ;d。導體直徑，mm ;t 1 為絕緣厚度，mm ; A t表示溫度梯度，°C。
【專利摘要】本發明公開了一種間接測量電纜絕緣層介質損耗的方法，包括以下步驟：S1、將測溫熱電偶用標準熱電偶進行校準，保證測溫熱電偶的測量精度；S2、對電纜用電鉆打孔，將兩個測溫熱電偶分別布置到電纜絕緣層的內、外表面；S3、將測溫熱電偶連接到測溫儀上，實時測量電纜絕緣層的內、外表面溫度；S4、將絕緣層內、外表面溫度代入推導出的絕緣層介質損耗計算公式，計算得到絕緣層介質損耗。本方法可以進行在線測量，克服了傳統方法只能停電測量的缺點。利用此方法可以進行電纜絕緣層介質損耗在線監測系統設計。另外本方法通過測量溫度實現，溫度測量易于實現，測量成本較低，能克服原有在線測量介質損耗方法成本高，對設備測量精度要求高的問題。
【IPC分類】G01R31-12
【公開號】CN104678267
【申請號】CN201510077149
【發明人】劉剛, 王振華
【申請人】華南理工大學
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月11日