CN103558458A - 一种电缆的绝缘特性优劣的判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电缆的绝缘特性优劣的判断方法，首先将测试电源设定为第一频率，获取待测电缆在所述测试电源输出电压的升压过程和降压过程中的多个介损值，并绘制介损值与电压关系的第一曲线，其中，所述第一曲线包括升压曲线和降压曲线，分别对应所述升压过程和降压过程；判断所述第一曲线在初始电压至极限电压之间是否趋于直线，且所述升压曲线和降压曲线是否基本重合，若是，则所述待测电缆的绝缘特性良好；若否，则所述待测电缆的绝缘特性差。采用本发明提供的电缆的绝缘特性优劣的判断方法，能够快速的分析出待测电缆的绝缘特性是否良好，提高了工作效率，节省分析时间。

Description

一种电缆的绝缘特性优劣的判断方法

技术领域

本发明涉及介质损耗测量技术领域，更具体地说，涉及一种电缆的绝缘特性优劣的判断方法。

背景技术

介质损耗是绝缘材料在电场的作用下，由于介质电导和介质极化的滞后反应，在其内部引起能量损耗。介质损耗值（简称介损值）是电工绝缘材料绝缘特性的重要参数之一。例如输电电缆，电缆的绝缘介质损耗的大小，直接关系到电缆输电容量以及电缆的使用寿命。介损值越大，介质内部发热损耗越大，电缆的输电量越小，其使用寿命越短。

目前，随着对测量电缆的介电损耗值的装置的研究，由之前的中低压电缆的介电损耗值的现场测量，发展到现今对高压电缆的介电损耗值的现场测量。虽然现场测量高电压电缆的介电损耗值的技术已经完善，但是并没有一个完善的判断电缆绝缘特性优劣的判断方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种电缆的绝缘特性优劣的判断方法，该方法能够直接快速的分析出电缆的绝缘特性是否良好。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电缆的绝缘特性优劣的判断方法，包括步骤：

S1、将测试电源设定为第一频率，获取待测电缆在所述测试电源输出电压的升压过程和降压过程中的多个介损值，并绘制介损值与电压关系的第一曲线，其中，所述第一曲线包括升压曲线和降压曲线，分别对应所述升压过程和降压过程；

S2、判断所述第一曲线在初始电压至极限电压之间是否趋于直线，且所述升压曲线和降压曲线是否基本重合，若是，则所述待测电缆的绝缘特性良好；若否，则所述待测电缆的绝缘特性差。

优选的，在所述步骤S1后S2前，还包括步骤：重复步骤S1至少一次，绘制多条介损值与电压关系的第一曲线。

优选的，所述第一曲线在初始电压至极限电压之间不趋于直线，且所述升压曲线和所述降压曲线未重合，则所述待测电缆的绝缘特性差，具体包括：

当在所述初始电压至所述极限电压之间，所述升压曲线和降压曲线先上升且基本重合，而后分开上升时，判定所述待测电缆的绝缘介质老化；或者，

当在所述初始电压至所述极限电压之间，所述降压曲线和升压曲线均上升且未重合时，判定所述待测电缆的绝缘介质受潮。

优选的，所述第一频率为40Hz或80Hz。

优选的，所述待测电缆为10kV电缆，所述升压过程～降压过程的电压值为：2kV、4kV、6kV、8.7kV、10kV、12kV、14kV、16kV、17.4kV、16kV、14kV、12kV、10kV、8.7kV、6kV、4kV、2kV。

优选的，所述待测电缆为220kV电缆，所述升压过程～降压过程的电压值为：30kV、60kV、90kV、127kV、146kV、178kV、210kV、240kV、254kV、240kV、210kV、178kV、146kV、127kV、90kV、60kV、30kV。

优选的，还包括步骤：

S3、将测试电源设定为第一电压，获取待测电缆在所述测试电源输出频率上升过程中的多个介损值，并绘制介损值与频率关系的第二曲线；

S4、分析所述第一曲线和第二曲线的变化，判断所述待测电缆的电介质损耗形式。

优选的，所述步骤S4具体包括：

当所述第一曲线中介损值随电压上升而增大时，判定所述待测电缆的主导电介质损耗形式为局部放电损耗；或者，

当所述第二曲线中介损值随频率上升而减小时，判定所述待测电缆的主导电介质损耗形式为漏导损耗；或者，

当所述第二曲线中介损值随频率上升而增大时，判定所述待测电缆的主导电介质损耗形式为极化损耗。

与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：

本发明所提供的电缆的绝缘特性优劣的判断方法，首先将测试电源设定为第一频率，获取待测电缆在所述测试电源输出电压的升压过程和降压过程中的多个介损值，并绘制介损值与电压关系的第一曲线，其中，所述第一曲线包括升压曲线和降压曲线，分别对应所述升压过程和降压过程；判断所述第一曲线在初始电压至极限电压之间是否趋于直线，且所述升压曲线和降压曲线是否基本重合，若是，则所述待测电缆的绝缘特性良好；若否，则所述待测电缆的绝缘特性差。采用本发明提供的电缆的绝缘特性优劣的判断方法，能够快速的分析出待测电缆的绝缘特性是否良好，提高了工作效率，节省分析时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为为本申请实施例提供的一种判断电缆的绝缘特性优劣的判断方法的流程图；

图2为本申请实施例采用的一种电缆的介质损耗值的测量系统的结构示意图；

图3为待测电缆绝缘介质良好所绘制的第一曲线图；

图4为待测电缆绝缘介质老化所绘制的第一曲线图；

图5为待测电缆绝缘介质受潮所绘制的第一曲线图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

本实施例提供了一种电缆的绝缘特性优劣的判断方法，如图1所示，为本申请实施例提供的电缆的绝缘特性优劣的判断方法的流程图，包括步骤：

S1、将测试电源设定为第一频率，获取待测电缆在所述测试电源输出电压的升压过程和降压过程中的多个介损值，并绘制介损值与电压关系的第一曲线，其中，所述第一曲线包括升压曲线和降压曲线，分别对应所述升压过程和降压过程。

参考图2所示，为本申请实施例提供的一种电缆的介电损耗值的测量系统的结构示意图，包括谐振电源1（测试电源），反接测量模块2、正接测量模块3、标准电容4、操作计算机5和待测电缆6。

谐振电源1通过高压线与反接测量模块2相连，用于提供测量电压和频率；反接测量模块2连接标准电容4的一端，标准电容4的另一端连接正接测量模块3，且反接测量模块2和正接测量模块3之间通过光纤实现数量的互通，反接测量模块2包括电流互感器，反接测量模块2测量待测电缆6的电流信号，正接测量模块3测量标准电容4的电流信号，反接测量模块2和正接测量模块3内均包括高速AD（模拟信号至高速信号），可在工频范围（20～300Hz）内实现高精度多倍频采样；操作计算机5通过通讯连线与正接测量模块3相连，接收电流信号等测量值，计算介质损耗值。

本实施例采用上述系统对待测电缆的介质损耗值进行测量，具体为：

首先，调整测试电源，将测试电源设定为第一频率，该第一频率可以为40Hz或80Hz；

其次，根据结合交流耐压实验设定测量点（即测量所选取的电压值）。

本实施例优选的，当所述待测电缆为10kV电缆时，所述升压过程～降压过程的电压值为：2kV、4kV、6kV、8.7kV、10kV、12kV、14kV、16kV、17.4kV、16kV、14kV、12kV、10kV、8.7kV、6kV、4kV、2kV。

当所述待测电缆为220kV电缆时，所述升压过程～降压过程的电压值为：30kV、60kV、90kV、127kV、146kV、178kV、210kV、240kV、254kV、240kV、210kV、178kV、146kV、127kV、90kV、60kV、30kV。对于测量选的电压值并不设限制，上述选取的测量电压值仅为其中一种选取标准。

最后，根据选取的测量电压值，对待测电缆进行介损值的测量，并记录。绘制介损值与电压关系的第一曲线，其中，本实施例优选的为操作计算机自动生成该曲线，提高工作效率。

需要说明的是本实施例只是提供了测量一条电缆的过程，同样的，还可以同时测量多条电缆。

进一步的，在完成步骤S1后，还包括步骤：

重复步骤S1至少一次，绘制多条介损值与电压关系的第一曲线。通过多次测量和绘制多个第一曲线，提高后续分析的准确度。

S2、判断所述第一曲线在初始电压至极限电压之间是否趋于直线，且所述升压曲线和降压曲线是否基本重合，若是，则所述待测电缆的绝缘特性良好（参考图3所示）；若否，则所述待测电缆的绝缘特性差。

具体的，所述第一曲线在初始电压至极限电压之间不趋于直线，且所述升压曲线和所述降压曲线未重合，则所述待测电缆的绝缘特性差，具体包括：

参考图4所示，当在所述初始电压至所述极限电压之间，所述升压曲线41和降压曲线42先上升且基本重合，而后分开上升时，所述待测电缆的绝缘介质老化；

或者，参考图5所示，当在所述初始电压至所述极限电压之间，所述降压曲线52和升压曲线51均上升且未重合时，所述待测电缆的绝缘介质受潮。

对待测电缆的老化和受潮判断完毕后，根据本实施例提供的方法继续判断介质损耗的形，介质损耗的形式有三种：1、漏导损耗：电介质具有一定的电导，在电场的作用下会产生泄露电流，电介质中流过泄漏电流时会发热，造成能量损耗。2、极化损耗：交流电压作用下，由于存在周期性的极化过程，电介质中带点质点要沿交变电场的方向作反复的有限位移和重新排列，从而造成能量损耗。3、局部放电损耗：通常在固态电介质存在气隙或油隙，当对固态电介质的外施电压达到一定数值时，气隙或油隙产生局部放电而产生损耗。

进一步的，还包括步骤：

S3、将测试电源设定为第一电压，获取待测电缆在所述测试电源输出频率上升过程中的多个介损值，并绘制介损值与频率关系的第二曲线。

本实施例中，将测试电源设定为第一电压，而后调节测试电源的频率测量待测电缆的介损值，并绘制介损值和频率关系的第二曲线，本实施例优选的采用操作计算机进行自动生成第二曲线。

S4、分析所述第一曲线和第二曲线的变化，判断所述待测电缆的电介质损耗形式。

通常测量得到的介质损耗值为漏导损耗、极化损耗和局部放电损耗三种损耗形式的综合效应，对于一个数据异常的介损值，具体分析出其是由哪种损耗形式起到主导的作用，对于查找电缆故障的意义重大。

本实施例中步骤S4具体包括：在同一测试频率，不同的测试电压值时，局部放电损耗会过早的随着测试电压值的增大而快速增大，所以当所述第一曲线中介损值随电压上升而增大时，判定所述待测电缆的主导电介质损耗形式为局部放电损耗。

或者，在同一电压下漏导损耗不随测量频率的改变而变化，所以由漏导损耗引起的有功分量将不变，而由电缆电容引起的无功分量会随频率的增大而增大，因此如果漏导损耗占主要因素，电缆介质损耗将随着频率的增大而减小，所以当所述第二曲线中介损值随频率上升而减小时，判定所述待测电缆的主导电介质损耗形式为漏导损耗。

或者，与漏导损耗形式相反的，当所述第二曲线中介损值随频率上升而增大时，判定所述待测电缆的主导电介质损耗形式为极化损耗。

本申请实施例所提供的电缆的绝缘特性优劣的判断方法，首先将测试电源设定为第一频率，获取待测电缆在所述测试电源输出电压的升压过程和降压过程中的多个介损值，并绘制介损值与电压关系的第一曲线，其中，所述第一曲线包括升压曲线和降压曲线，分别对应所述升压过程和降压过程；判断所述第一曲线在初始电压至极限电压之间是否趋于直线，且所述升压曲线和降压曲线是否基本重合，若是，则所述待测电缆的绝缘特性良好；若否，则所述待测电缆的绝缘特性差。采用本发明提供的电缆的绝缘特性优劣的判断方法，能够快速的分析出待测电缆的绝缘特性是否良好，提高了工作效率，节省分析时间。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种电缆的绝缘特性优劣的判断方法，其特征在于，包括步骤：

S1、将测试电源设定为第一频率，获取待测电缆在所述测试电源输出电压的升压过程和降压过程中的多个介损值，并绘制介损值与电压关系的第一曲线，其中，所述第一曲线包括升压曲线和降压曲线，分别对应所述升压过程和降压过程；

S2、判断所述第一曲线在初始电压至极限电压之间是否趋于直线，且所述升压曲线和降压曲线是否基本重合，若是，则所述待测电缆的绝缘特性良好；若否，则所述待测电缆的绝缘特性差。

2.根据权利要求1所述的电缆的绝缘特性优劣的判断方法，其特征在于，在所述步骤S1后S2前，还包括步骤：重复步骤S1至少一次，绘制多条介损值与电压关系的第一曲线。

3.根据权利要求1所述的电缆的绝缘特性优劣的判断方法，其特征在于，所述第一曲线在初始电压至极限电压之间不趋于直线，且所述升压曲线和所述降压曲线未重合，则所述待测电缆的绝缘特性差，具体包括：

当在所述初始电压至所述极限电压之间，所述升压曲线和降压曲线先上升且基本重合，而后分开上升时，判定所述待测电缆的绝缘介质老化；或者，

当在所述初始电压至所述极限电压之间，所述降压曲线和升压曲线均上升且未重合时，判定所述待测电缆的绝缘介质受潮。

4.根据权利要求1所述的电缆的绝缘特性优劣的判断方法，其特征在于，所述第一频率为40Hz或80Hz。

5.根据权利要求4所述的电缆的绝缘特性优劣的判断方法，其特征在于，所述待测电缆为10kV电缆，所述升压过程～降压过程的电压值为：2kV、4kV、6kV、8.7kV、10kV、12kV、14kV、16kV、17.4kV、16kV、14kV、12kV、10kV、8.7kV、6kV、4kV、2kV。

6.根据权利要求4所述的电缆的绝缘特性优劣的判断方法，其特征在于，所述待测电缆为220kV电缆，所述升压过程～降压过程的电压值为：30kV、60kV、90kV、127kV、146kV、178kV、210kV、240kV、254kV、240kV、210kV、178kV、146kV、127kV、90kV、60kV、30kV。

7.根据权利要求1所述的电缆的绝缘特性优劣的判断方法，其特征在于，还包括步骤：

S3、将测试电源设定为第一电压，获取待测电缆在所述测试电源输出频率上升过程中的多个介损值，并绘制介损值与频率关系的第二曲线；

S4、分析所述第一曲线和第二曲线的变化，判断所述待测电缆的电介质损耗形式。

8.根据权利要求7所述的电缆的绝缘特性优劣的判断方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：

当所述第一曲线中介损值随电压上升而增大时，判定所述待测电缆的主导电介质损耗形式为局部放电损耗；或者，

当所述第二曲线中介损值随频率上升而减小时，判定所述待测电缆的主导电介质损耗形式为漏导损耗；或者，

当所述第二曲线中介损值随频率上升而增大时，判定所述待测电缆的主导电介质损耗形式为极化损耗。

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