CN104749503B - 一种xlpe电缆绝缘老化状况的判定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种XLPE电缆绝缘老化状况的判定方法，该判定方法首先通过第一电缆样品的局部放电量判断是否出现老化，若判断为未老化，则针对第二电缆样品计算等温松弛电流，从而得到老化因子，针对第三电缆样品计算交联聚乙烯的活化能，然后以老化因子和交联聚乙烯的活化能作为共同的判据，得出需要测试的电缆是否出现老化状态，以及老化状态的严重性。本发明采用等温松弛电流法、活化能法对电缆绝缘的老化状况进行综合判定，克服了通过单一指标来评判XLPE绝缘电缆老化状况出现较大判断误差的缺陷，提供了一种综合电气量(老化因子)和非电气量(活化能)两种指标对XLPE电缆绝缘老化状况做更为准确的评价，并且判断方法更加简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种电缆绝缘老化状态的判定方法，特别涉及一种XLPE电缆绝缘老化状况的判定方法。
背景技术
交联聚乙烯(XLPE)因其具有优质的电气性能和机械性能而普遍应用于电力电缆绝缘。我国XLPE电缆的使用始于20世纪80年代，目前国内许多电缆运行时间接近30年的设计寿命，面临着更换的问题，XLPE电缆线路除外力破坏造成故障，一般在运行较长时间后会出现绝缘损坏故障的原因往往是绝缘老化导致击穿，电缆绝缘老化是引起电缆线路故障的主要原因，因此了解电缆的老化状态，对整个电力系统的正常运行有重要意义。
绝缘老化是材料性能发生不可逆转的改变，并导致绝缘性能的降低，影响老化因素一般设计热、电、环境等方面，根据实际运行经验来看，XLPE电缆的老化原因主要有以下几个方面：热老化、局部放电、电树枝、水树、机械损伤等。
目前关于电缆绝缘老化状态判定方法主要有直流成分法、介质损耗因数法、逐级升压法。直流成分法主要是通过测量流经绝缘的电流中极小的直流电流分量，因此极易受到外界干扰，并且当电缆端部表面电阻下降时会造成很大误差。介质损耗因数法目前主要利用谐波分析法来测量介质损耗角正切tanδ，对于电容量较大的设备，如电缆，对整体消耗而言，由于局部集中性缺陷损耗可以忽略，因此测量tanδ只发现缺陷的整体分布。由于工频电压频率会在50Hz有一定波动，tanδ的测量有一定误差，因此测量结果易受外界影响。耐压法主要是利用水树枝尖端最终长出的电树枝的方法，若因放电时间短不足以使电缆绝缘击穿，则会使测得的结果产生较大的误差。没有评价电缆绝缘老化的标准方法，在国内，往往用一种指标来判定电缆的老化状态，但单一指标判定电缆老化状态存在较大的误差；国外往往使用多种方法评价电缆的绝缘老化状态。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种XLPE电缆绝缘老化状况的判定方法，该判定方法采用等温松弛电流法、活化能法对电缆绝缘的老化状况进行综合判定，提高了XLPE绝缘电缆老化状况判定的准确性，并且判定方法更加简便。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种XLPE电缆绝缘老化状况的判定方法，步骤如下：一种XLPE电缆绝缘老化状况的判定方法，步骤如下：
S1、从被测XLPE电缆中获取第一电缆样品、第二电缆样品和第三电缆样品，并且对第一电缆样品、第二电缆样品和第三电缆样品分别进行预处理；
S2、对预处理后的第一电缆样品进行局部放电处理，并且测量局部放电电荷量；
S3、对电缆老化进行初步评估：判断电缆在Y电压下的局部放电量是否超过X；
若是，则判定测试的电缆样品已老化，判定结束；
若否，则进入步骤S4；
S4、对预处理后的第二电缆样品进行电缆屏蔽，然后进行电缆极化处理；
S5、对电缆极化处理后的第二电缆样品进行瞬时短路，然后测量该第二电缆样品的等温松弛电流，对测量到的等温松弛电流进行拟合，得到反映陷阱密度的参数ai以及反映陷阱深度的参数τi；根据参数ai以及参数τi获取到电缆绝缘内无定形与晶体界面影响对应的物理量G(τ2)以及电缆绝缘内金属盐和水合离子影响对应的物理量G(τ3)，
S6、通过电缆绝缘内金属盐和水合离子影响对应的物理量G(τ3)和电缆绝缘内无定形与晶体界面影响对应的物理量G(τ2)的比值得到第二电缆样品的老化因子A；
S7、获取预处理后第三电缆样品交联聚乙烯的活化能Ea；
S8、针对预处理后的第三电缆样品进行人工老化处理，然后测量人工老化处理后的第三电缆样品交联聚乙烯的活化能Eb，获取到活化能变化量△E：
S9、根据步骤S6获取到的第二电缆样品的老化因子A以及步骤S8获取到的第三电缆样品的交联聚乙烯的活化能变化量△E判定需要进行测试老化状态的XLPE电缆的老化状态：
当老化因子A>a，则判定被测XLPE电缆为老化程度严重；
当老化因子b<A<a，活化能变化量△E<y时，则判定被测XLPE电缆为老化程度严重；
当老化因子b<A<a，活化能变化量△E>y时，则判定被测XLPE电缆为老化程度中等；
当老化因子A<b，则判定被测XLPE电缆为未出现老化。
优选的，所述步骤S1中第一电缆样品和第二电缆样品的预处理过程为：首先采用扳手状剥切器沿电缆轴向螺旋形旋转扳动，均匀切除半导体屏蔽层；然后采用无水乙醇对电缆表面进行清洗，在25～35℃环境中将电缆静放一定时间进行干燥；所述步骤S1中第三电缆样品的预处理过程为：首先从第三电缆样品中截下交联聚乙烯，采用无水乙醇对交联聚乙烯进行清洗；然后在25～35℃环境中将交联聚乙烯静放一定时间进行干燥。
优选的，所述步骤S2中对预处理后的第一电缆样品进行局部放电处理过程为：将预处理后的第一电缆样品置于局部放电测量仪中，将局部放电测量仪的电压调为21kV，然后以5kV/s的电压上升速率升至95.3kV，并保持95.3kV电压一定时间不变，最后获取局部放电电荷量Q；
所述步骤S3对电缆老化进行初步评估的过程中判断电缆在95.3kV电压下的局部放电量是否超过5pC；若是，则判定被测XLPE电缆已经老化，判定结束；若否，则进入步骤S4。
优选的，所述步骤S4中通过可伸缩铝箔波纹管对预处理后的第二电缆样品进行电缆屏蔽，所述步骤S4中电缆极化的过程如下：第二电缆样品一端进行绝缘，另一端接极化用的高压直流电源，第二电缆样品屏蔽金属接地，导体接正极，极化时间为2000-2500s。
优选的，所述步骤S5中将电缆极化处理后的第二电缆样品连接电阻后短路一定时间，以进行瞬时短路。
优选的，所述步骤S5中通过计算机测量电缆极化处理后第二电缆样品的等温松弛电流，并且对等温松弛电流进行采样，采样速率为2Sa/s；
所述步骤S5中等温松弛电流通过三阶指数衰减函数表示为：
其中ai和τi电介质材料的特性有关，ai反映了陷阱的密度，τi反映了陷阱的深度相关参数，τi＝RDiCDi，其中CD1，RD1对应绝缘的体极化，CD2，RD2对应于无定形与晶体的界面极化，CD3，RD3对应于由于老化造成的界面中金属盐和水合离子的极化；I0为短路电流的稳态值；其中a1和τ1分别代表主体极化过程电流的衰减初值和衰减时间常数；a2和τ2分别代表无定形与晶体界面影响电流的衰减初值和衰减时间常数；a3和τ3分别代表金属盐和水合离子影响的衰减初值和衰减时间常数；
所述步骤S5中采用上述三阶指数衰减函数针对采样得到的等温松弛电流用MATLAB进行软件拟合，得到反映陷阱密度的参数ai以及反映陷阱深度的参数τi；根据参数ai以及参数τi得到电缆绝缘内无定形与晶体界面影响对应的物理量G(τ2)：
以及电缆绝缘内金属盐和水合离子影响对应的物理量G(τ3)：
所述步骤S6中通过电缆绝缘内金属盐和水合离子影响对应的物理量G(τ3)和电缆绝缘内无定形与晶体界面影响对应的物理量G(τ2)的比值得到第二电缆样品的电缆老化因子A：
优选的，所述步骤S9中y的确定过程如下：
S9-Ⅰ：首先获取被测XLPE电缆对应型号已退役老化的电缆样品交联聚乙烯的活化能E前；
S9-Ⅱ：获取被测XLPE电缆对应型号已退役老化的电缆样品经过人工老化处理后交联聚乙烯的活化能E后；
S9-Ⅲ：根据步骤S9-Ⅰ获取到的被测XLPE电缆对应型号已退役老化的电缆样品交联聚乙烯的活化能E前和步骤S9-Ⅱ获取到的被测XLPE电缆对应型号已退役老化且经过人工老化处理后电缆样品交联聚乙烯的活化能E后得到y为：
更进一步的，所述步骤S9-Ⅰ中被测XLPE电缆对应型号已退役老化的电缆样品交联聚乙烯的活化能E前获取过程如下：
S9-1、取多段质量相同的被测XLPE电缆对应型号已退役老化的电缆样品，预处理后，将各段已退役老化的电缆对应的交联聚乙烯分别放置于热重分析仪的坩埚中，并关闭炉门；
S9-2、控制高纯氮气瓶阀门并控制出口压力为0.1MPa，通氮气一定时间以将热重分析仪的炉中空气排尽，然后在各段已退役老化的电缆样品交联聚乙烯对应的热重分析仪分别以一定的升温速率升高对应高炉中温度，最终温度为700℃；
S9-3、记录各段已退役老化的电缆样品的交联聚乙烯在热重分析仪处理过程中质量百分比随温度的变化；
S9-4、对阿伦尼乌斯方程，两边取以10为底的对数：
其中E前为已退役老化的电缆样品交联聚乙烯的活化能，R为气体常数，T为分解温度，β为升温速率，其中T1和T2分别为升温速率为β1和β2所对应的分解温度；在各种升温速率下，将交联聚乙烯电缆质量失重百分数为40％时对应的国际标准温度的倒数作为横坐标1/T＝1/(273+T')，将升温速率β的对数logβ作为纵坐标，其中T'为国内常用的以摄氏度为单位的温标；
S9-5、由取对数的阿伦尼乌斯方程，可得，在logβ作为纵坐标，1/T为横坐标建立的坐标系中，斜率为k＝0.4567E前/R，获取到已退役老化的电缆活化样品交联聚乙烯的活化能E前为：
E前＝k前R/0.4567＝k前8.314/0.4567＝18.205k前。
更进一步的，所述步骤S9-Ⅱ中被测XLPE电缆对应型号已退役老化的电缆样品经过人工老化处理后交联聚乙烯的活化能E后获取过程如下：
S9-6、对被测XLPE电缆对应型号已退役老化的电缆样品进行人工老化：首先将对应型号已退役老化的电缆置于165℃的环境下进行一定时间的热老化处理；
S9-7、取多段质量相同的经过步骤S9-6人工老化处理的电缆样品，预处理后，将各段经过步骤S9-6人工老化处理的电缆样品对应的交联聚乙烯分别放置于热重分析仪的坩埚中，并关闭炉门；
S9-8、控制高纯氮气瓶阀门并控制出口压力为0.1MPa，通氮气一定时间以将热重分析仪的炉中空气排尽，然后在各段老化的电缆样品交联聚乙烯对应的热重分析仪分别以一定的升温速率升高对应高炉中温度，最终温度为700℃；
S9-9、记录各段已退役老化且经过人工老化处理后电缆样品交联聚乙烯在热重分析仪处理过程中质量百分比随温度的变化；
S9-10、对阿伦尼乌斯方程，两边取以10为底的对数：
其中E后为已退役老化且经过人工老化处理后电缆样品交联聚乙烯的活化能，R为气体常数，T为分解温度，β为升温速率，其中T3和T4分别为升温速率为β3和β4所对应的分解温度；在各种升温速率下，将交联聚乙烯电缆质量失重百分数为40％时对应的国际标准温度的倒数作为横坐标1/T＝1/(273+T')，将升温速率β的对数logβ作为纵坐标，其中T'为国内常用的以摄氏度为单位的温标；
S9-11、由取对数的阿伦尼乌斯方程，可得，在logβ作为纵坐标，1/T为横坐标建立的坐标系中，斜率为k后＝0.4567E后/R，获取到已退役老化且经过人工老化处理后电缆样品交联聚乙烯的活化能E后为：
E后＝k后R/0.4567＝k后8.314/0.4567＝18.205k后。
优选的，所述步骤S9中，a＝2.1，b＝1.75，y＝10kJ/mol。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明方法首先通过第一电缆样品的局部放电量判断是否出现老化，若判断为未老化，则针对第二电缆样品计算等温松弛电流，从而得到老化因子，针对第三电缆样品计算交联聚乙烯的活化能，然后以老化因子和交联聚乙烯的活化能作为共同的判据，得出需要测试的电缆是否出现老化状态，以及老化状态的严重性；本发明方法采用等温松弛电流法、活化能法对电缆绝缘的老化状况进行综合判定，克服了通过单一指标来评判XLPE绝缘电缆老化状况出现较大判断误差的缺陷，提供了一种综合电气量(老化因子)和非电气量(活化能)两种指标对XLPE电缆绝缘老化状况做更为准确的评价，并且本发明判断方法首先通过电缆样品的局部放电量初步判断被测电缆是否出现老化问题，判断为未出现老化时才进一步通过老化因子和活化能进行判断，具有判决方法更加简单的优点。
(2)本发明方法为评判XLPE绝缘电缆老化状况提供一个确切的评判依据，任何XLPE绝缘电缆按照本发明方法实施均可得到一个较为准确的老化状态，并提供相应的建议。
附图说明
图1是本发明方法流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，本实施例公开了一种XLPE电缆绝缘老化状况的判定方法，步骤如下：
S1、从被测XLPE电缆中获取第一电缆样品、第二电缆样品和第三电缆样品，并且对第一电缆样品、第二电缆样品和第三电缆样品分别进行预处理。
在本实施例中第一电缆样品和第二电缆样品的预处理过程为：首先采用扳手状剥切器沿电缆轴向螺旋形旋转扳动，均匀切除半导体屏蔽层，采用无水乙醇对电缆表面进行清洗，减小由于表面泄漏电流引起的试验误差。然后在25～35℃环境中将电缆静放一天时间进行自然充分干燥，并且不受机械、热和电气的作用；第三电缆样品的预处理过程为：首先从第三电缆样品中截下交联聚乙烯，采用无水乙醇对交联聚乙烯进行清洗；然后在25～35℃环境中将交联聚乙烯静放天的时间进行自然充分干燥，并且不受机械、热和电气的作用。
S2、对预处理后的第一电缆样品进行局部放电处理，并且测量局部放电电荷量；本步骤中预处理后的第一电缆样品进行局部放电处理过程为：将预处理后的第一电缆样品置于局部放电测量仪中，将局部放电测量仪的电压调为约21kV，然后以5kV/s的电压上升速率升至95.3kV，并保持30s电压不变，最后获取局部放电电荷量Q。
S3、对电缆老化进行初步评估：判断电缆在95.3kV电压下的局部放电量是否超过5pC；
若是，则判定测试的电缆已老化严重，该测试电缆以及不适宜运行使用，建议更换判定结束；
若否，则进入步骤S4。
S4、通过可伸缩铝箔波纹管对预处理后的第二电缆样品进行电缆屏蔽，然后进行电缆极化处理；本步骤中电缆极化的过程如下：第二电缆样品一端进行可靠绝缘，另一端接极化用的高压直流电源，第二电缆样品屏蔽金属接地，导体接正极，极化时间为2000-2500s。
S5、对电缆极化处理后的第二电缆样品连接电阻后短路一定时间，以进行瞬时短路，降低表面电荷对测试结果的影响，消除表面自由电荷；然后测量该第二电缆样品的等温松弛电流，对测量到的等温松弛电流进行拟合，得到反映陷阱密度的参数ai以及反映陷阱深度的参数τi；根据参数ai以及参数τi获取到电缆绝缘内无定形与晶体界面影响对应的物理量G(τ2)以及电缆绝缘内金属盐和水合离子影响对应的物理量G(τ3)。
本步骤中通过计算机测量电缆极化处理后第二电缆样品的等温松弛电流，并且对等温松弛电流进行采样，采样速率为2Sa/s。
其中等温松弛电流通过三阶指数衰减函数表示为：
其中ai和τi电介质材料的特性有关，ai反映了陷阱的密度，τi反映了陷阱的深度相关参数，τi＝RDiCDi，其中CD1，RD1对应绝缘的体极化，CD2，RD2对应于无定形与晶体的界面极化，CD3，RD3对应于由于老化造成的界面中金属盐和水合离子的极化；I0为短路电流的稳态值；其中a1和τ1分别代表主体极化过程电流的衰减初值和衰减时间常数；a2和τ2分别代表无定形与晶体界面影响电流的衰减初值和衰减时间常数；a3和τ3分别代表金属盐和水合离子影响的衰减初值和衰减时间常数。
采用上述三阶指数衰减函数对采样得到的等温松弛电流用MATLAB进行软件拟合，得到反映陷阱密度的参数ai以及反映陷阱深度的参数τi，即获取到a1、τ1、a2、τ2、a3和τ3；根据参数ai以及参数τi得到电缆绝缘内无定形与晶体界面影响对应的物理量G(τ2)：
以及电缆绝缘内金属盐和水合离子影响对应的物理量G(τ3)：
S6、通过电缆绝缘内金属盐和水合离子影响对应的物理量G(τ3)和电缆绝缘内无定形与晶体界面影响对应的物理量G(τ2)的比值得到第二电缆样品的老化因子A：
S7、获取第三预处理后第三电缆样品交联聚乙烯的活化能Ea。
S8、针对预处理后的第三电缆样品进行人工老化处理，然后测量人工老化处理后的第三电缆样品交联聚乙烯的活化能Eb，获取到活化能变化量△E：
本步骤中第三电缆样品的人工老化处理过程为：将预处理后的第三电缆样品置于165℃的环境下进行一定时间的热老化处理，得到人工老化处理后的第三电缆样品。
S9、根据步骤S6获取到的第二电缆样品的老化因子A以及步骤S8获取到的第三电缆样品的交联聚乙烯的活化能变化量△E判定需要进行测试老化状态的XLPE电缆的老化状态：
当老化因子A>a，其中a＝2.1，此时无论活化能变化量△E为多少，均判定被测XLPE电缆为老化程度严重，建议更换。
当老化因子b<A<a，其中b＝1.75，活化能变化量△E<y时，其中y＝10kJ/mol，则判定被测XLPE电缆为老化程度严重，建议更换。
当老化因子b<A<a，活化能变化量△E>y时，则判定为老化程度中等，即被测XLPE电缆已老化但未严重，建议每2年做一次检查。
当老化因子A<b，此时无论活化能变化量△E为多少，则判定被测XLPE电缆为未出现老化。
其中上述步骤S9中y的确定过程如下：
S9-Ⅰ：首先获取被测XLPE电缆对应型号已退役老化的电缆样品交联聚乙烯的活化能E前，具体过程如下：
S9-1、取多段质量相同的被测XLPE电缆对应型号已退役老化的电缆样品，预处理后，将各段已退役老化的电缆对应的交联聚乙烯分别放置于热重分析仪的坩埚中，并关闭炉门。
S9-2、控制高纯氮气瓶阀门并控制出口压力为0.1MPa，通氮气一定时间以将热重分析仪的炉中空气排尽，然后在各段已退役老化的电缆样品交联聚乙烯对应的热重分析仪分别以一定的升温速率升高对应高炉中温度，最终温度为700℃。
S9-3、记录各段已退役老化的电缆样品的交联聚乙烯在热重分析仪处理过程中质量百分比随温度的变化。
S9-4、对阿伦尼乌斯方程，两边取以10为底的对数：
其中E前为已退役老化的电缆样品交联聚乙烯的活化能，R为气体常数，T为分解温度，β为升温速率，其中T1和T2分别为升温速率为β1和β2所对应的分解温度；在各种升温速率下，将交联聚乙烯电缆质量失重百分数为40％时对应的国际标准温度的倒数作为横坐标1/T＝1/(273+T')，将升温速率β的对数logβ作为纵坐标，其中T'为国内常用的以摄氏度为单位的温标。
S9-5、由取对数的阿伦尼乌斯方程，可得，在logβ作为纵坐标，1/T为横坐标建立的坐标系中，斜率为k＝0.4567E前/R，获取到已退役老化的电缆活化样品交联聚乙烯的活化能E前为：
E前＝k前R/0.4567＝k前8.314/0.4567＝18.205k前。
S9-Ⅱ：获取被测XLPE电缆对应型号已退役老化的电缆样品经过人工老化处理后交联聚乙烯的活化能E后，具体过程如下：
S9-6、对被测XLPE电缆对应型号已退役老化的电缆样品进行人工老化：首先将对应型号已退役老化的电缆置于165℃的环境下进行一定时间的热老化处理。
S9-7、取多段质量相同的经过步骤S9-6人工老化处理的电缆样品，预处理后，将各段经过步骤S9-6人工老化处理的电缆样品对应的交联聚乙烯分别放置于热重分析仪的坩埚中，并关闭炉门。
S9-8、控制高纯氮气瓶阀门并控制出口压力为0.1MPa，通氮气一定时间以将热重分析仪的炉中空气排尽，然后在各段老化的电缆样品交联聚乙烯对应的热重分析仪分别以一定的升温速率升高对应高炉中温度，最终温度为700℃。
S9-9、记录各段已退役老化且经过人工老化处理后电缆样品交联聚乙烯在热重分析仪处理过程中质量百分比随温度的变化。
S9-10、对阿伦尼乌斯方程，两边取以10为底的对数：
其中E后为已退役老化且经过人工老化处理后电缆样品交联聚乙烯的活化能，R为气体常数，T为分解温度，β为升温速率，其中T3和T4分别为升温速率为β3和β4所对应的分解温度；在各种升温速率下，将交联聚乙烯电缆质量失重百分数为40％时对应的国际标准温度的倒数作为横坐标1/T＝1/(273+T')，将升温速率β的对数logβ作为纵坐标，其中T'为国内常用的以摄氏度为单位的温标。
S9-11、由取对数的阿伦尼乌斯方程，可得，在logβ作为纵坐标，1/T为横坐标建立的坐标系中，斜率为k后＝0.4567E后/R，获取到已退役老化且经过人工老化处理后电缆样品交联聚乙烯的活化能E后为：
E后＝k后R/0.4567＝k后8.314/0.4567＝18.205k后。
S9-Ⅲ：根据步骤S9-Ⅰ获取到的被测XLPE电缆对应型号已退役老化的电缆样品交联聚乙烯的活化能E前和步骤S9-Ⅱ获取到的被测XLPE电缆对应型号已退役老化且经过人工老化处理后电缆样品交联聚乙烯的活化能E后得到y为：
在本实施例中计算得到y＝10kJ/mol。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种XLPE电缆绝缘老化状况的判定方法，其特征在于，步骤如下：
S1、从被测XLPE电缆中获取第一电缆样品、第二电缆样品和第三电缆样品，并且对第一电缆样品、第二电缆样品和第三电缆样品分别进行预处理；
S2、对预处理后的第一电缆样品进行局部放电处理，并且测量局部放电电荷量；
S3、对电缆老化进行初步评估：判断电缆在Y电压下的局部放电量是否超过X；
若是，则判定测试的电缆样品已老化，判定结束；
若否，则进入步骤S4；
S4、对预处理后的第二电缆样品进行电缆屏蔽，然后进行电缆极化处理；
S5、对电缆极化处理后的第二电缆样品进行瞬时短路，然后测量该第二电缆样品的等温松弛电流，对测量到的等温松弛电流进行拟合，得到反映陷阱密度的参数ai以及反映陷阱深度的参数τi；根据参数ai以及参数τi获取到电缆绝缘内无定形与晶体界面影响对应的物理量G(τ2)以及电缆绝缘内金属盐和水合离子影响对应的物理量G(τ3)，
S6、通过电缆绝缘内金属盐和水合离子影响对应的物理量G(τ3)和电缆绝缘内无定形与晶体界面影响对应的物理量G(τ2)的比值得到第二电缆样品的老化因子A；
S7、获取预处理后第三电缆样品交联聚乙烯的活化能Ea；
S8、针对预处理后的第三电缆样品进行人工老化处理，然后测量人工老化处理后的第三电缆样品交联聚乙烯的活化能Eb，获取到活化能变化量△E：
<mrow>
<mi>&Delta;</mi>
<mi>E</mi>
<mo>=</mo>
<msqrt>
<msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>E</mi>
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</msub>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>E</mi>
<mi>b</mi>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mn>2</mn>
</msup>
</msqrt>
<mo>;</mo>
</mrow>
S9、根据步骤S6获取到的第二电缆样品的老化因子A以及步骤S8获取到的第三电缆样品交联聚乙烯的活化能变化量△E判定需要进行测试老化状态的XLPE电缆的老化状态：
当老化因子A>a，则判定被测XLPE电缆为老化程度严重；
当老化因子b<A<a，活化能变化量△E<y时，则判定被测XLPE电缆为老化程度严重；
当老化因子b<A<a，活化能变化量△E>y时，则判定被测XLPE电缆为老化程度中等；
当老化因子A<b，则判定被测XLPE电缆为未出现老化。
2.根据权利要求1所述的XLPE电缆绝缘老化状况的判定方法，其特征在于，所述步骤S1中第一电缆样品和第二电缆样品的预处理过程为：首先采用扳手状剥切器沿电缆轴向螺旋形旋转扳动，均匀切除半导体屏蔽层；然后采用无水乙醇对电缆表面进行清洗，在25～35℃环境中将电缆静放一定时间进行干燥；所述步骤S1中第三电缆样品的预处理过程为：首先从第三电缆样品中截下交联聚乙烯，采用无水乙醇对交联聚乙烯进行清洗；然后在25～35℃环境中将交联聚乙烯静放一定时间进行干燥。
3.根据权利要求1所述的XLPE电缆绝缘老化状况的判定方法，其特征在于，所述步骤S2中对预处理后的第一电缆样品进行局部放电处理过程为：将预处理后的第一电缆样品置于局部放电测量仪中，将局部放电测量仪的电压调为21kV，然后以5kV/s的电压上升速率升至95.3kV，并保持95.3kV电压一定时间不变，最后获取局部放电电荷量Q；
所述步骤S3对电缆老化进行初步评估的过程中判断电缆在95.3kV电压下的局部放电量是否超过5pC；若是，则判定被测XLPE电缆已经老化，判定结束；若否，则进入步骤S4。
4.根据权利要求1所述的XLPE电缆绝缘老化状况的判定方法，其特征在于，所述步骤S4中通过可伸缩铝箔波纹管对预处理后的第二电缆样品进行电缆屏蔽，所述步骤S4中电缆极化的过程如下：第二电缆样品一端进行绝缘，另一端接极化用的高压直流电源，第二电缆样品屏蔽金属接地，导体接正极，极化时间为2000-2500s。
5.根据权利要求1所述的XLPE电缆绝缘老化状况的判定方法，其特征在于，所述步骤S5中将电缆极化处理后的第二电缆样品连接电阻后短路一定时间，以进行瞬时短路。
6.根据权利要求1所述的XLPE电缆绝缘老化状况的判定方法，其特征在于，
所述步骤S5中通过计算机测量电缆极化处理后第二电缆样品的等温松弛电流，并且对等温松弛电流进行采样，采样速率为2Sa/s；
所述步骤S5中等温松弛电流通过三阶指数衰减函数表示为：
<mrow>
<mi>I</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
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<mo>=</mo>
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</mfrac>
</mrow>
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<mo>;</mo>
</mrow>
其中ai和τi电介质材料的特性有关，ai反映了陷阱的密度，τi反映了陷阱的深度相关参数，τi＝RDiCDi，其中CD1，RD1对应绝缘的体极化，CD2，RD2对应于无定形与晶体的界面极化，CD3，RD3对应于由于老化造成的界面中金属盐和水合离子的极化；I0为短路电流的稳态值；其中a1和τ1分别代表主体极化过程电流的衰减初值和衰减时间常数；a2和τ2分别代表无定形与晶体界面影响电流的衰减初值和衰减时间常数；a3和τ3分别代表金属盐和水合离子影响的衰减初值和衰减时间常数；
所述步骤S5中采用上述三阶指数衰减函数针对采样得到的等温松弛电流用MATLAB进行软件拟合，得到反映陷阱密度的参数ai以及反映陷阱深度的参数τi；根据参数ai以及参数τi得到电缆绝缘内无定形与晶体界面影响对应的物理量G(τ2)：
<mrow>
<mi>G</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
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以及电缆绝缘内金属盐和水合离子影响对应的物理量G(τ3)：
<mrow>
<mi>G</mi>
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<mn>3</mn>
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<mn>1</mn>
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<mo>;</mo>
</mrow>
所述步骤S6中通过电缆绝缘内金属盐和水合离子影响对应的物理量G(τ3)和电缆绝缘内无定形与晶体界面影响对应的物理量G(τ2)的比值得到第二电缆样品的电缆老化因子A：
<mrow>
<mi>A</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mi>G</mi>
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<mi>G</mi>
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<mi>&tau;</mi>
<mn>2</mn>
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<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mfrac>
<mo>.</mo>
</mrow>
7.根据权利要求1所述的XLPE电缆绝缘老化状况的判定方法，其特征在于，
所述步骤S9中y的确定过程如下：
S9-Ⅰ：首先获取被测XLPE电缆对应型号已退役老化的电缆样品交联聚乙烯的活化能E前；
S9-Ⅱ：获取被测XLPE电缆对应型号已退役老化的电缆样品经过人工老化处理后交联聚乙烯的活化能E后；
S9-Ⅲ：根据步骤S9-Ⅰ获取到的被测XLPE电缆对应型号已退役老化的电缆样品交联聚乙烯的活化能E前和步骤S9-Ⅱ获取到的被测XLPE电缆对应型号已退役老化且经过人工老化处理后电缆样品交联聚乙烯的活化能E后得到y为：
8.根据权利要求7所述的XLPE电缆绝缘老化状况的判定方法，其特征在于，
所述步骤S9-Ⅰ中被测XLPE电缆对应型号已退役老化的电缆样品交联聚乙烯的活化能E前获取过程如下：
S9-1、取多段质量相同的被测XLPE电缆对应型号已退役老化的电缆样品，预处理后，将各段已退役老化的电缆对应的交联聚乙烯分别放置于热重分析仪的坩埚中，并关闭炉门；
S9-2、控制高纯氮气瓶阀门并控制出口压力为0.1MPa，通氮气一定时间以将热重分析仪的炉中空气排尽，然后在各段已退役老化的电缆样品交联聚乙烯对应的热重分析仪分别以一定的升温速率升高对应高炉中温度，最终温度为700℃；
S9-3、记录各段已退役老化的电缆样品的交联聚乙烯在热重分析仪处理过程中质量百分比随温度的变化；
S9-4、对阿伦尼乌斯方程，两边取以10为底的对数：
其中E前为已退役老化的电缆样品交联聚乙烯的活化能，R为气体常数，T为分解温度，β为升温速率，其中T1和T2分别为升温速率为β1和β2所对应的分解温度；在各种升温速率下，将交联聚乙烯电缆质量失重百分数为40％时对应的国际标准温度的倒数作为横坐标1/T＝1/(273+T')，将升温速率β的对数logβ作为纵坐标，其中T'为国内常用的以摄氏度为单位的温标；
S9-5、由取对数的阿伦尼乌斯方程，可得，在logβ作为纵坐标，1/T为横坐标建立的坐标系中，斜率为k＝0.4567E前/R，获取到已退役老化的电缆活化样品交联聚乙烯的活化能E前为：
E前＝k前R/0.4567＝k前8.314/0.4567＝18.205k前。
9.根据权利要求7所述的XLPE电缆绝缘老化状况的判定方法，其特征在于，
所述步骤S9-Ⅱ中被测XLPE电缆对应型号已退役老化的电缆样品经过人工老化处理后交联聚乙烯的活化能E后获取过程如下：
S9-6、对被测XLPE电缆对应型号已退役老化的电缆样品进行人工老化：首先将对应型号已退役老化的电缆置于165℃的环境下进行一定时间的热老化处理；
S9-7、取多段质量相同的经过步骤S9-6人工老化处理的电缆样品，预处理后，将各段经过步骤S9-6人工老化处理的电缆样品对应的交联聚乙烯分别放置于热重分析仪的坩埚中，并关闭炉门；
S9-8、控制高纯氮气瓶阀门并控制出口压力为0.1MPa，通氮气一定时间以将热重分析仪的炉中空气排尽，然后在各段老化的电缆样品交联聚乙烯对应的热重分析仪分别以一定的升温速率升高对应高炉中温度，最终温度为700℃；
S9-9、记录各段已退役老化且经过人工老化处理后电缆样品交联聚乙烯在热重分析仪处理过程中质量百分比随温度的变化；
S9-10、对阿伦尼乌斯方程，两边取以10为底的对数：
其中E后为已退役老化且经过人工老化处理后电缆样品交联聚乙烯的活化能，R为气体常数，T为分解温度，β为升温速率，其中T3和T4分别为升温速率为β3和β4所对应的分解温度；在各种升温速率下，将交联聚乙烯电缆质量失重百分数为40％时对应的国际标准温度的倒数作为横坐标1/T＝1/(273+T')，将升温速率β的对数logβ作为纵坐标，其中T'为国内常用的以摄氏度为单位的温标；
S9-11、由取对数的阿伦尼乌斯方程，可得，在logβ作为纵坐标，1/T为横坐标建立的坐标系中，斜率为k后＝0.4567E后/R，获取到已退役老化且经过人工老化处理后电缆样品交联聚乙烯的活化能E后为：
E后＝k后R/0.4567＝k后8.314/0.4567＝18.205k后。
10.根据权利要求1所述的XLPE电缆绝缘老化状况的判定方法，其特征在于，所述步骤S9中，a＝2.1，b＝1.75，y＝10kJ/mol。
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