CN104793111A - 基于理、化、电特性的绝缘电缆剩余寿命综合评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于理、化、电特性的绝缘电缆剩余寿命综合评估方法，所述绝缘电缆为XLPE绝缘电缆，所述方法包括局部放电量测试、逐级耐压测试、热老化测试以及活化能测试，根据所述局部放电量测试计算出的局部放电量，获得XLPE绝缘电缆样品的绝缘状态；根据所述逐级耐压测试、热老化测试和活化能测试的测试结果，获得XLPE绝缘电缆样品的剩余寿命数值范围。本发明方法能够集合电缆老化评估的多项指标，联系宏观和微观上的变化情况，从物理性能、化学性能、电学性能三个方面完整地分析了电缆的剩余寿命数据，对线路改造与电网规划有重要的指导意义。

Description

基于理、化、电特性的绝缘电缆剩余寿命综合评估方法

技术领域

本发明涉及一种电缆剩余寿命的评估方法，尤其是一种基于理、化、电特性的绝缘电缆剩余寿命综合评估方法，属于电力技术领域。

背景技术

XLPE(交联聚乙烯)绝缘电缆具有良好的电气性能和机械性能，广泛应用于电力输电网络中。在我国，XLPE绝缘电缆大概从20世纪80年代开始投入使用，至今部分电缆已服役20多年，少部分电缆运行时间已接近30年，而电缆的设计寿命一般为30年，因而需要确切了解电缆的老化状况。由于电缆生产厂家、敷设条件以及运行环境的不同，导致电缆的老化情况不尽相同。同时，国内针对电缆寿命的研究主要集中于某一指标，较少从多指标角度出发对电缆寿命进行综合评估，并且在电缆老化的宏观性能变化与相应的微观性能变化方面联系较少。因此，结合多种评估方法以确切了解电缆的老化状况对电网的安全可靠运行以及今后电网的规划具有重大的意义。

目前，国内外在XLPE绝缘电缆寿命评估环节上的研究基本一致，多是基于某一指标或某一模型开展的，但单一评估方案具有局限性，多角度结合可互补说明：

1)电热老化法，通过恒定电压法、逐级耐压法或残压法模拟电缆的工作状态，采用威布尔分布的统计方法计算电缆的剩余寿命，但它不能准确地判断电缆的局部缺陷，同时也无法很好地体现电缆老化时其物理、化学特性。

2)差示扫描量热法，通过测量电缆试样的结晶度与温度的变化规律，并结合常规法可快速评估电缆寿命，但它无法准确模拟电缆运行时非均匀的工作环境。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供一种基于理、化、电特性的绝缘电缆剩余寿命综合评估方法，该方法可以多角度、多指标对电缆样品剩余寿命进行综合评估，以获得更好的准确性和可靠性。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

基于理、化、电特性的绝缘电缆剩余寿命综合评估方法，所述绝缘电缆为XLPE绝缘电缆，所述方法包括局部放电量测试、逐级耐压测试、热老化测试以及活化能测试，具体如下：

局部放电量测试：对XLPE绝缘电缆样品进行脉冲电流测试，对样品施加一个电压变化量，记录样品产生的电压变化量，结合测试中使用到的各种电容参数，计算出电缆样品的局部放电量；

逐级耐压测试：对XLPE绝缘电缆样品施加一个交流电压并持续一段时间，然后以某个步长逐级升高施加的交流电压大小，各级持续相同的时间，直至电缆样品被击穿，记录击穿电压、逐级级数与最后一击持续时间，从而计算出电缆样品的剩余寿命；

热老化测试：从XLPE绝缘电缆样品中制备适量绝缘的哑铃试验样品，放置在多个温度水平下循环地进行若干个周期的老化，在每个周期之间，把样品恢复到室温或一个标准温度下；延长连续热暴露或循环热老化直至规定的终点，即达到样品断裂伸长率保留率为50％的规定终点，测量并记录样品的老化温度及其对应的热老化失效时间；根据测得的数据，先绘制多个温度点下的样品断裂伸长率保留率与老化时间的关系曲线，再绘制多个温度点下的样品失效曲线，根据实际运行环境的温度情况，得到电缆样品的剩余寿命；

活化能测试：取电热老化前、后的XLPE绝缘电缆样品制备绝缘的哑铃试验样品，分为电热老化前样品和电热老化后样品；将电热老化前、后样品放置在高温炉中逐步升温受热分解，用分析天平称量样品的质量变化，同时记录在炉中的温度T；先绘制样品残留率Mass％与温度T的热失重曲线，再根据化学反应动力学理论与Arrhenius方程计算出电热老化前、后样品的活化能，以获得电缆样品的活化能变化趋势；

根据上述局部放电量测试计算出的局部放电量，获得XLPE绝缘电缆样品的绝缘状态；根据上述逐级耐压测试、热老化测试和活化能测试的测试结果，获得XLPE绝缘电缆样品的剩余寿命数值范围。

作为一种实施方案，所述局部放电量测试，具体如下：

产生一次局部放电时，样品两端产生一个瞬时的电压变化量ΔU，此时经过一耦合电容C_k耦合到一检测阻抗Z_d上，回路中就会产生一脉冲电流I，将脉冲电流I流经检测阻抗Z_d产生的脉冲电压进行采集、放大和显示处理，得到检测阻抗Z_d两端的脉冲电压ΔU_d，结合样品电容C_x、耦合电容C_k和检测阻抗的电容C_d，计算出局部放电量q。

作为一种实施方案，所述局部放电量q的计算，如下式：

$\mathrm{\ΔU}=\frac{q}{C_x+\frac{C_k{C}_d}{C_k+C_d}}---\left(1\right)$

${\mathrm{\ΔU}}_d=\mathrm{\ΔU}\×\frac{C_k}{C_k+C_d}=\frac{q}{C_x+\frac{C_k{C}_d}{C_k+C_d}}\×\frac{C_k}{C_k+C_d}=\frac{q}{C_d+(1+\frac{C_d}{C_k})C_x}---\left(2\right)$

其中，C_x为样品电容，C_k为耦合电容，C_d为检测阻抗的电容，q为局部放电量。

作为一种实施方案，所述逐级耐压测试中，计算电缆样品的剩余寿命，具体如下：

a)采用威布尔分布函数，如下式：

F(E，t)＝1-exp(-cE^βt^α)＝cons   (3)

其中，E表示电缆样品两端电压，t表示时间参数，α、β分别表示时间和电压击穿的分散程度，c、cons表示常数；

b)由式(3)得E^βt^α＝cons，令n＝β/α，则：

Eⁿt＝cons   (4)

其中，n表示寿命指数；

c)采用逐级耐压测试满足下式：

{E₁ ⁿ+E₂ ⁿ+…+E_N-1 ⁿ}T+E_N ⁿT_N＝E₀ ⁿτ   (5)

其中，E₁表示第一级施加的电压，E_N表示第N级施加的电压，T表示每级电压持续时间，N表示逐级级数，T_N表示最后一级持续时间，E₀表示电缆样品的额定工作电压，τ表示电缆样品的寿命；取n＝9。

d)根据击穿电压、逐级级数与最后一击持续时间，利用式(5)计算出电缆样品的剩余寿命。

作为一种实施方案，所述热老化测试中，样品断裂伸长率保留率的计算，具体如下：

先测量样品的初始断裂伸长率，再测量样品在各温度点下的断裂伸长率，求得样品的断裂伸长率保留率，如下式：

$K=\frac{k}{k_0}\×100\%---\left(6\right)$

其中，K表示样品断裂伸长率保留率；k₀表示样品初始断裂伸长率；k表示样品断裂伸长率。

作为一种实施方案，所述活化能测试中，根据化学反应动力学理论与Arrhenius方程计算出电热老化前、后样品的活化能，具体如下：

a)由化学反应速率方程与Arrhenius方程，得到：

$\mathrm{\α}=\frac{m_0-m_T}{m_0-m_{\∞}}---\left(7\right)$

其中，α表示样品的受热分解率，m₀表示样品的起始质量，m_∞表示样品的终止质量；m_T表示温度时的质量，K表示化学反应常数，表示化学反应机制函数；

b)令升温速率β＝dT/dt，根据式(7)和式(8)整理得到：

等式两边取以10为底的对数，得到：

其中，E表示反应活化能，R表示气体常数，A表示碰撞系数，T表示绝对温度；

c)绘制lgβ与1/T的关系曲线，求取曲线的斜率大小，根据式(10)计算出电热老化前、后样品的活化能。

本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：

本发明方法能够集合电缆老化评估的多项指标，联系宏观和微观上的变化情况，从物理性能(热老化测试，也即力学性能)、化学性能(活化能测试)、电学性能(局部放电量测试、逐级耐压测试)三个方面完整地分析了电缆的剩余寿命数据，对线路改造与电网规划有重要的指导意义。

附图说明

图1为本发明实施例1的绝缘电缆剩余寿命综合评估方法流程图。

图2为本发明实施例1的脉冲电流法原理图。

图3为本发明实施例1的逐级耐压测试的升压曲线图。

图4为本发明实施例2中电缆样品S3在四个热老化温度点下的样品断裂伸长率保留率K与老化时间的关系曲线图。

图5为本发明实施例2中电缆样品S3在四个热老化温度点下的样品失效曲线图。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，本实施例的绝缘电缆为XLPE绝缘电缆，其剩余寿命综合评估方法包括局部放电量测试、逐级耐压测试、热老化测试以及活化能测试，具体如下：

1)局部放电量测试

局部放电量测试是挤压绝缘电缆常用的一种测试手段，它通过对电缆样品的局部放电量的测量可以间接反映电缆内部结构的绝缘破坏情况。在挤压电缆生产过程中，内部不可避免地会存在气泡，在工作电压的作用下，由于固体介质和气体介质的介电常数不同，导致气隙击穿场强远低于固体击穿场强，因而气隙会长期存在局部放电而又不击穿，但局部放电产生的活性分子会对固体介质产生氧化腐蚀作用，进而造成固体介质的劣化。

本实施例采用脉冲电流法，测试原理如图2所示，图中U为外施交流电压，Z为低通滤波器，C_x为电缆样品的电容，C_k为耦合电容，Z_d为检测阻抗，C_d为检测阻抗的电容，A为放大器。测试过程如下：

产生一次局部放电时，样品两端产生一个瞬时的电压变化量ΔU，此时经过一耦合电容C_k耦合到一检测阻抗Z_d上，回路中就会产生一脉冲电流I，将脉冲电流I流经检测阻抗Z_d产生的脉冲电压进行采集、放大和显示处理，得到检测阻抗Z_d两端的脉冲电压ΔU_d，结合样品电容C_x、耦合电容C_k和检测阻抗的电容C_d，计算出局部放电量q。

假定在样品上由于局部放电产生一个电压变化量ΔU，用图1的有关参数，可以推导出下列公式，并可通过检测得到ΔU_d，求出局部放电量q：

$\mathrm{\ΔU}=\frac{q}{C_x+\frac{C_k{C}_d}{C_k+C_d}}---\left(1\right)$

${\mathrm{\ΔU}}_d=\mathrm{\ΔU}\×\frac{C_k}{C_k+C_d}=\frac{q}{C_x+\frac{C_k{C}_d}{C_k+C_d}}\×\frac{C_k}{C_k+C_d}=\frac{q}{C_d+(1+\frac{C_d}{C_k})C_x}---\left(2\right)$

其中，C_x为样品电容(电缆样品的电容)，C_k为耦合电容(在测试回路中)，C_d为检测阻抗的电容(在检测阻抗内)，q为局部放电量。

2)逐级耐压测试

逐级耐压测试法是指在一定的温度条件下，按照不同的升压参数，如初始施加电压、升压比及每级电压持续时间等，对电缆样品施加交流电压以获得电缆样品的逐级级数、击穿电压、击穿时间(最后一击持续时间)等参数，从而获知电缆样品的老化情况。

逐级耐压测试曲线如图3所示，可见逐级耐压测试是针对绝缘材料介电性能不均匀，薄弱部位先击穿的特性的电老化测试，其击穿数据服从绝缘弱点击穿的规律，并可用威布尔分布函数进行准确描述。二参数的威布尔分布函数可描述绝缘累积击穿概率，如下：

F(E，t)＝1-exp(-cE^βt^α)＝cons   (3)

其中，E表示电缆样品两端电压，t表示时间参数，α、β分别表示时间和电压击穿的分散程度，c、cons表示常数；

由式(3)得E^βt^α＝cons，令n＝β/α，则：

Eⁿt＝cons   (4)

其中，n表示寿命指数；

采用逐级耐压测试满足下式：

{E₁ ⁿ+E₂ ⁿ+…+E_N-1 ⁿ}T+E_N ⁿT_N＝E₀ ⁿτ   (5)

其中，E₁表示第一级施加的电压，E_N表示第N级施加的电压，T表示每级电压持续时间，N表示逐级级数，T_N表示最后一级持续时间，E₀表示电缆样品的额定工作电压，τ表示电缆样品的寿命。利用式(5)即可算出电缆样品的剩余寿命τ，由于电缆样品多是在80年代生产的，根据当时的历史条件和生产能力，对于交联电缆的寿命指数多取n＝9。

3)热老化测试

高分子绝缘材料在高温作用下会发生复杂的物理、化学等变化，包括热氧化、热裂解、缩聚等反应，这些化学反应的程度决定了材料的热老化寿命。因此，化学反应动力学中高分子材料寿命与温度的关系可作为加速热老化的理论依据。至今仍根据经验引用Arrhenius方程反映化学反应常数K与老化温度T的关系，即

$K={\mathrm{Ae}}^{-\frac{E}{\mathrm{RT}}}---\left(6\right)$

其中，E表示反应活化能，R表示气体常数，A表示碰撞系数。对式(6)作适当变换可得

$\mathrm{lg\τ}=a+\frac{b}{T}---\left(7\right)$

其中，τ表示材料的寿命；a表示与规定失效性能相关的常数、b表示与活化能E相关的常数，可表示为0.401E/R，R表示气体常数，取8.314J/(mol·K)；T表示老化温度；

由于交联聚乙烯绝缘电缆长期处于较高温度的运行环境下，绝缘材料会发生热氧化裂解等化学反应，材料的微观结构与宏观力学性能都会发生变化。测试中先测量样品的初始断裂伸长率，再测量样品在各温度点下的断裂伸长率，便可求得样品的断裂伸长率保留率，即：

$K=\frac{k}{k_0}\×100\%---\left(\text{8}\right)$

其中，K表示样品断裂伸长率保留率；k₀表示样品初始断裂伸长率；k表示样品断裂伸长率。

绘制样品断裂伸长率保留率与温度的关系曲线可在力学性能方面去反映材料的老化程度。一般以断裂伸长率保留率为50％作为样品失效或被测性能变化达到规定程度的终点。根据对50％保留率失效点的数据进行回归分析，可以先绘制多个温度点下的样品断裂伸长率保留率与老化时间的关系曲线，再绘制多个温度点下的样品失效曲线，通过对Arrhenius方程作线性变换可求出斜率与截距的数据，再根据电缆的实际运行环境的温度情况，即可大致得到电缆样品的剩余寿命。

4)活化能测试

活化能法是一种通过测试交联聚乙烯绝缘材料的活化能，在微观角度上获知电缆样品在热作用下的稳定性，从而判断样品老化情况的分析方法。一般地，热失重分析法(TGA)常用于计算材料的活化能。该分析方法主要研究在空气中或惰性气体中聚合物的热稳定性和热分解情况，即通过测量样品在受热作用下质量的变化，同时结合相应的受热温度绘制热失重曲线，再根据化学反应动力学理论与Arrhenius方程求出电缆样品老化前后的活化能。

由化学反应速率方程与Arrhenius方程可得：

$\mathrm{\α}=\frac{m_0-m_T}{m_0-m_{\∞}}---\left(9\right)$

其中，α表示样品的受热分解率，m₀表示样品的起始质量，m_∞表示样品的终止质量；m_T表示温度时的质量，K表示化学反应常数，表示化学反应机制函数；

b)令升温速率β＝dT/dt，根据式(9)和式(10)整理得到：

等式两边取以10为底的对数，得到：

其中，E表示反应活化能，R表示气体常数，A表示碰撞系数，T表示绝对温度；

因此，通过绘制lgβ与1/T的关系曲线，可以求取曲线的斜率大小，根据式(12)计算出电热老化前、后样品的活化能，以获得电缆样品的活化能变化趋势。由于活化能测试是对电缆样品老化过程化学特性的一种评估，该测试更多是从定性的角度去评估样品的老化情况，并通过与前面测试的互补佐证以确定计算得到的样品剩余寿命是准确可靠的。

5)综合评估

根据上述局部放电量测试计算出的局部放电量，获得XLPE绝缘电缆样品的绝缘状态；根据上述逐级耐压测试、热老化测试和活化能测试的测试结果，获得XLPE绝缘电缆样品的剩余寿命数值范围。

实施例2：

本实施例以具体实验为例进行说明，选取6个XLPE绝缘电缆样品(分别为S1、S2、S3、S4、F1和F2)，其中S1和S2是1985年日本住友生产的电缆样品，S3和S4是1985年日本古河生产的电缆样品，F1和F2是1996年日本住友生产的电缆样品

本实施例的绝缘电缆剩余寿命综合评估方法中，涉及的各种测试方案具体实施步骤如下：

1)局部放电量测试

1.1)对各个电缆样品进行脉冲电流测试，对样品施加一个电压变化量ΔU，记录每个样品产生的ΔU_d；

1.2)根据上述实施例1的式(2)，结合测试中使用到的各种电容的参数计算求得局放量q，如下表1所示。

表1 电缆样品的局部放电量测试结果

2)逐级耐压测试

2.1)依次对各个电缆样品进行逐级耐压测试：先对样品施加2.5U₀交流电压并保持15min，然后以0.25U₀为步长逐级升高施加的交流电压的大小，各级保持15min，直至样品发生击穿。测试期间电缆样品温度保持在90℃(3℃)；

2.2)当电缆样品发生击穿时，记录击穿电压、逐级级数N与最后一击持续时间，如下表2所示；

表2 电缆样品的逐级耐压测试数据

利用上述实施例1的式(5)计算电缆样品剩余寿命，具体为：先将测试记录的各级施加电压(E₁，....，E_N)和各级持续时间(T＝15min)输入式(5)，然后将击穿电压E_N和最后一击持续时间T_N输入式(5)，将电缆额定工作相电压E₀代入即可计算电缆样品的剩余寿命。得到的电缆样品剩余寿命如下表3所示。

表3 逐级耐压计算电缆样品剩余寿命

3)热老化测试

3.1)从电缆样品中制备适量绝缘的哑铃试样，平均分为四组；

3.2)将四组样品分别放置在115℃、125℃、145℃、165℃高温水平下循环地进行若干个周期的老化。其中在每个周期之间，把样品恢复到室温或另一个标准温度下；

3.3)延长连续热暴露或循环热老化直至规定的重点，即达到样品保留率为50％的规定终点，测量并记录各个样品的老化温度及其对应的热老化失效时间。

3.4)根据所测得的数据，以样品S3为例，其他样品处理同S3。绘制四个热老化温度点下的样品断裂伸长率保留率K与老化时间的关系曲线，如图4所示；绘制四个热老化温度点下的样品失效曲线，如图5所示，并最终求出90℃和80℃下的剩余寿命(也就是说本实施例中电缆的实际运行环境的温度为90℃或80℃)，如下表5所示。

表5 热老化测试得到的电缆样品剩余寿命

4)活化能测试

4.1)取电热老化处理前、后的样品制备绝缘的哑铃试样，分为老化前组、老化后组；

4.2)将两组样品放置高温炉中逐步升温受热分解，用分析天平称量样品的质量变化，同时记录炉中的温度；

4.3)热失重分析中，测试温度取为30～600℃，升温速率取为10℃/min。先绘制样品残留率Mass％与温度T的热失重曲线，再取失重40％的温度点绘制与1/T的活化能曲线，利用上述实施例1的式(12)即可计算得到活化能，并根据电热老化前、后的活化能差值，以获得电缆样品的活化能变化趋势，如下表6所示。

表6 电缆样品老化前、后的活化能数据

5)综合评估

通过以上四个主要的测试综合评估可得相同的结果。首先，根据局部放电测试可获知各个电缆样品的绝缘状态，可以定性地估计样品的绝缘老化情况。根据GB/T11017.2-2002中的规定，110kV电缆出厂试验在1.5U₀下应不超过10pC，型式试验时在1.5U₀下应不超过5pC。从以上结果可知各个电缆样品符合测试的要求，从而为后续测试奠定了基础；根据逐级耐压测试、热老化测试及活化能测试(电缆在正常运行状态下，逐级耐压测试时可用单相相电压U₀进行模拟，但同时要考虑电缆运行过程中出现最高工作电压的情况，因而可以根据表3数据得到电缆样品的剩余寿命；而在热老化测试中，基于电缆正常运行时的工作温度是80～90℃，根据表5数据可以大致得出电缆样品的剩余寿命)可得：S1、S2的寿命约为5～10年，而S3、S4约有10～30的寿命，表明在同一生产年限下，住友生产的电缆老化程度比古河的大；F1、F2的寿命约为10～30年，表明在同一厂家生产中，住友1985年生产的电缆老化程度比1996年生产的严重。通过三个测试方法的综合评估，从物理性能(热老化测试，也即力学性能)、化学性能(活化能测试)、电学性能(局部放电量测试、逐级耐压测试)三个方面完整地分析了电缆的老化情况，三种测试结果从定性和定量的角度都得到了一致的结果，因而综合得知理、化、电因素对电缆的老化起着综合性的作用，并最终得知这批电缆的剩余寿命大约为10～25年，评估结果与预期相符，同时评估具有完整性与可靠性。

以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。

Claims (6)

1.基于理、化、电特性的绝缘电缆剩余寿命综合评估方法，所述绝缘电缆为XLPE绝缘电缆，其特征在于：所述方法包括局部放电量测试、逐级耐压测试、热老化测试以及活化能测试，具体如下：

局部放电量测试：对XLPE绝缘电缆样品进行脉冲电流测试，对样品施加一个电压变化量，记录样品产生的电压变化量，结合测试中使用到的各种电容参数，计算出电缆样品的局部放电量；

逐级耐压测试：对XLPE绝缘电缆样品施加一个交流电压并持续一段时间，然后以某个步长逐级升高施加的交流电压大小，各级持续相同的时间，直至电缆样品被击穿，记录击穿电压、逐级级数与最后一击持续时间，从而计算出电缆样品的剩余寿命；

热老化测试：从XLPE绝缘电缆样品中制备适量绝缘的哑铃试验样品，放置在多个温度水平下循环地进行若干个周期的老化，在每个周期之间，把样品恢复到室温或一个标准温度下；延长连续热暴露或循环热老化直至规定的终点，即达到样品断裂伸长率保留率为50％的规定终点，测量并记录样品的老化温度及其对应的热老化失效时间；根据测得的数据，先绘制多个温度点下的样品断裂伸长率保留率与老化时间的关系曲线，再绘制多个温度点下的样品失效曲线，根据实际运行环境的温度情况，得到电缆样品的剩余寿命；

活化能测试：取电热老化前、后的XLPE绝缘电缆样品制备绝缘的哑铃试验样品，分为电热老化前样品和电热老化后样品；将电热老化前、后样品放置在高温炉中逐步升温受热分解，用分析天平称量样品的质量变化，同时记录在炉中的温度T；先绘制样品残留率Mass％与温度T的热失重曲线，再根据化学反应动力学理论与Arrhenius方程计算出电热老化前、后样品的活化能，以获得电缆样品的活化能变化趋势；

根据上述局部放电量测试计算出的局部放电量，获得XLPE绝缘电缆样品的绝缘状态；根据上述逐级耐压测试、热老化测试和活化能测试的测试结果，获得XLPE绝缘电缆样品的剩余寿命数值范围。

2.根据权利要求1所述的基于理、化、电特性的绝缘电缆剩余寿命综合评估方法，其特征在于：所述局部放电量测试，具体如下：

产生一次局部放电时，样品两端产生一个瞬时的电压变化量ΔU，此时经过一耦合电容C_k耦合到一检测阻抗Z_d上，回路中就会产生一脉冲电流I，将脉冲电流I流经检测阻抗Z_d产生的脉冲电压进行采集、放大和显示处理，得到检测阻抗Z_d两端的脉冲电压ΔU_d，结合样品电容C_x、耦合电容C_k和检测阻抗的电容C_d，计算出局部放电量q。

3.根据权利要求2所述的基于理、化、电特性的绝缘电缆剩余寿命综合评估方法，其特征在于：所述局部放电量q的计算，如下式：

$\mathrm{\ΔU}=\frac{q}{C_x+\frac{C_k{C}_d}{C_k+C_d}}---\left(1\right)$

$\mathrm{\Δ}{U}_d=\mathrm{\ΔU}\×\frac{C_k}{C_k+C_d}=\frac{q}{C_x+\frac{C_k{C}_d}{C_k+C_d}}\×\frac{C_k}{C_k+C_d}=\frac{q}{C_d+(1+\frac{C_d}{C_k})C_x}---\left(2\right)$

其中，C_x为样品电容，C_k为耦合电容，C_d为检测阻抗的电容，q为局部放电量。

4.根据权利要求1所述的基于理、化、电特性的绝缘电缆剩余寿命综合评估方法，其特征在于：所述逐级耐压测试中，计算电缆样品的剩余寿命，具体如下：

a)采用威布尔分布函数，如下式：

F(E，t)＝1-exp(-cE^βt^α)＝cons   (3)

其中，E表示电缆样品两端电压，t表示时间参数，α、β分别表示时间和电压击穿的分散程度，c、cons表示常数；

b)由式(3)得E^βt^α＝cons，令n＝β/α，则：

Eⁿt＝cons   (4)

其中，n表示寿命指数；

c)采用逐级耐压测试满足下式：

{E₁ ⁿ+E₂ ⁿ+…+E_N-1 ⁿ}T+E_N ⁿT_N＝E₀ ⁿτ   (5)

其中，E₁表示第一级施加的电压，E_N表示第N级施加的电压，T表示每级电压持续时间，N表示逐级级数，T_N表示最后一级持续时间，E₀表示电缆样品的额定工作电压，τ表示电缆样品的寿命；取n＝9。

d)根据击穿电压、逐级级数与最后一击持续时间，利用式(5)计算出电缆样品的剩余寿命。

5.根据权利要求1所述的基于理、化、电特性的绝缘电缆剩余寿命综合评估方法，其特征在于：所述热老化测试中，样品断裂伸长率保留率的计算，具体如下：

先测量样品的初始断裂伸长率，再测量样品在各温度点下的断裂伸长率，求得样品的断裂伸长率保留率，如下式：

$K=\frac{k}{k_0}\×100\%---\left(6\right)$

其中，K表示样品断裂伸长率保留率；k₀表示样品初始断裂伸长率；k表示样品断裂伸长率。

6.根据权利要求1所述的基于理、化、电特性的绝缘电缆剩余寿命综合评估方法，其特征在于：所述活化能测试中，根据化学反应动力学理论与Arrhenius方程计算出电热老化前、后样品的活化能，具体如下：

a)由化学反应速率方程与Arrhenius方程，得到：

$\mathrm{\α}=\frac{m_0-m_T}{m_0-m_{\∞}}---\left(7\right)$

其中，α表示样品的受热分解率，m₀表示样品的起始质量，m_∞表示样品的终止质量；m_T表示温度时的质量，K表示化学反应常数，表示化学反应机制函数；

b)令升温速率β＝dT/dt，根据式(7)和式(8)整理得到：

等式两边取以10为底的对数，得到：

其中，E表示反应活化能，R表示气体常数，A表示碰撞系数，T表示绝对温度；

c)绘制1gβ与1/T的关系曲线，求取曲线的斜率大小，根据式(10)计算出电热老化前、后样品的活化能。