CN105353280A - 一种用于xlpe电缆极化电流测量的防泄漏环及其防泄漏方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于交联聚乙烯(Crosslinked？Polyethylene，XLPE)电缆极化电流测量的防泄漏环及其防泄漏方法；针对测量的交联聚乙烯电缆，剥离电缆两端的金属屏蔽层和外半导体层作为电缆预留沿面，选取宽度为15mm，厚度为2mm的金属铜条，其长度根据电缆线芯直径及绝缘层厚度进行选取。设电缆线芯直径为D？mm，绝缘厚度为d？mm，再考虑30mm的裕度，则选取金属铜条的长度为[π×(D+d×2)+30]mm。在距离金属铜条两端边沿5mm处各钻取一个直径为5mm的孔洞，将金属铜条弯曲至两端的孔洞对齐，形成一个铜环，即是防泄漏环。两端防泄漏环相互连接使沿面泄漏电流不经过电流测量模块而直接流回电源侧，避免沿面泄漏电流对极化电流测量的影响。电流测量模块测量极化电流而不包含沿面泄漏电流。

Description

一种用于XLPE电缆极化电流测量的防泄漏环及其防泄漏方法

技术领域

本发明涉及微弱信号测量领域，更具体地，涉及一种用于XLPE电缆极化电流测量的防泄漏环及其防泄漏方法。

背景技术

交联聚乙烯(CrosslinkedPolyethylene，XLPE)电缆由于其优良的机械性能和电气性能，被广泛应用于输电线路。电缆绝缘老化状况及剩余寿命直接影响到电力系统的稳定性，所以发展XLPE电缆绝缘诊断技术对于提高电力系统稳定性具有重大意义。

目前国内外关于电缆的绝缘诊断方法进行了大量的研究，其中PDC(PolarizationandDepolarizationCurrent，PDC)法作为一种有效的检测电气设备老化的测试方法，具有测量回路简单、电源容量小、无损检测等优点，且能够从老化机理的层面深刻反映出设备的老化信息。然而PDC法在测量电缆极化电流时，由于所测电流十分微弱，达到pA级，因此不可避免地会遇到泄漏和干扰问题，并且受温度，湿度，材料等多种因素影响，使测量电路容易产生量级可以和极化电流相比的泄漏电流，严重影响测量的准确性。

在极化电流测量时，电缆芯线相对金属屏蔽层为高压端，不仅会产生轴向的极化电流，而且会产生沿绝缘表面的泄漏电流，而当沿面泄漏电阻与绝缘电阻相比拟时，产生的沿面泄漏电流将会对极化电流的准确测量产生很大干扰，特别是在现场测试条件下，由于现场环境复杂，沿面可能存在污秽，水等各种因素使沿面泄漏电阻急剧减小，导致沿面泄漏电流增大。因此必须采取有效的防泄漏措施来排除沿面泄漏电流的影响。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于电缆测量的防泄漏环，由此解决现有技术中沿面泄漏电流对极化电流测量造成的干扰问题。

本发明提供了一种用于XLPE电缆极化电流测量的防泄漏环，防泄漏环用于固定于待测电缆两端的预留沿面上，并通过导线将防泄漏环连接至电源回流侧，工作时，沿面泄漏电流通过防泄漏环流回电源端而不经过电流测量模块，从而对极化电流的测量不产生影响；所述防泄漏环包括为弯曲的金属铜条，所述金属铜条的长度为[π×(D+d×2)+30]mm，D为电缆线芯直径，d为绝缘厚度。

本发明提供的基于极化电流法的电缆防泄漏环中，测量交联聚乙烯电缆样品的极化电流时，能够使电缆沿面泄漏电流不经过电流测量模块而直接流回电源侧，避免了沿面泄漏电流对极化电流测量的影响，使测量结果更加准确。防泄漏环的结构和制作方法简单，既适用于实验室的简易测量，也适用于现场复杂环境下的测量，且防泄漏环的尺寸能够根据不同电缆型号进行调整，具有灵活性。

更进一步地，在金属铜条的两端边沿处设置有空洞，当两端的孔洞对齐时，通过螺栓和螺母将其固定。

更进一步地，采用两端带有铜鼻的导线将两端的防泄漏环连接至电源回流侧。选用两端带有铜鼻的导线绕过电流测量模块将两端的防泄漏环连接至电源回流侧，则沿面泄漏电流通过防泄漏环流回电源端而不经过电流测量模块，从而对极化电流的测量不产生影响。

更进一步地，金属铜条的宽度为15mm，厚度为2mm，在距离金属铜条两端边沿5mm处各钻一个直径为5mm的孔洞。

直流高压电源的高压输出端与电缆样品的导体线芯连接，产生了极化电流和沿面泄漏电流。两端防泄漏环相互连接使沿面泄漏电流不经过电流测量模块而直接流回电源侧，避免沿面泄漏电流对极化电流测量的影响。电流测量模块测量极化电流而不包含沿面泄漏电流

本发明还提供了一种用于XLPE电缆极化电流测量的防泄漏方法，包括下述步骤：

(1)将如上所述的防泄漏环分别安装在电缆两端的预留沿面上；

(2)采用两端带有铜鼻的导线将位于电缆两端的防泄漏环连接至电源回流侧；

(3)将直流高压电源的高压输出端与电缆的导体线芯连接后，产生了极化电流和沿面泄漏电流；电缆两端的沿面泄漏电流通过相互连接的防泄漏环直接流回电源侧而不经过电流测量模块，电流测量模块只测量极化电流而不包含沿面泄漏电流，从而防止沿面泄漏电流对极化电流测量的影响。

本发明将防泄漏环套在电缆两端的预留沿面上，采用螺栓和螺母进行固定，选用两端带有铜鼻的导线绕过电流测量模块将两端的防泄漏环连接至电源回流侧，则沿面泄漏电流通过防泄漏环流回电源端而不经过电流测量模块，从而对极化电流的测量不产生影响。本发明中的防泄漏环能够有效防止沿面泄漏电流对极化电流测量的影响，且制作方法简单，既适用于实验室的简单测量，也适用于现场复杂环境下的测量。防泄漏环的尺寸能够根据不同型号的电缆进行调整。

附图说明

图1是本发明实施例提供的极化电流测量原理示意图。

图2是本发明实施例提供的加装防泄漏环排除沿面泄漏电流干扰的原理示意图。

图3是本发明实施例提供的防泄漏环的材料选取示意图。

图4是本发明实例提供的防泄漏环的结构示意图。

图5是本发明实例提供的电缆加装防泄漏环的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供的防泄漏环的设计步骤如下：针对测量的交联聚乙烯电缆，剥离电缆两端的金属屏蔽层和外半导体层作为电缆预留沿面，选取宽度为15mm，厚度为2mm的金属铜条，其长度根据电缆线芯直径及绝缘层厚度进行选取。设电缆线芯直径为Dmm，绝缘厚度为dmm，再考虑30mm的裕度，则选取金属铜条的长度为[π×(D+d×2)+30]mm。在距离金属铜条两端边沿5mm处各钻取一个直径为5mm的孔洞，将金属铜条弯曲至两端的孔洞对齐，形成一个铜环，即是防泄漏环。

将防泄漏环套在电缆两端的预留沿面上，用M4型号的螺栓和螺母进行固定，选用两端带有铜鼻的导线绕过电流测量模块将两端的防泄漏环连接至电源回流侧，则沿面泄漏电流通过防泄漏环流回电源端而不经过电流测量模块，从而对极化电流的测量不产生影响。

本发明提供了一种基于极化电流法的电缆防泄漏环，测量交联聚乙烯电缆样品的极化电流时，能够使电缆沿面泄漏电流不经过电流测量模块而直接流回电源侧，避免了沿面泄漏电流对极化电流测量的影响，使测量结果更加准确。

防泄漏环的工作原理如下：直流高压电源的高压输出端与电缆样品的导体线芯连接，产生了极化电流和沿面泄漏电流。而两端防泄漏环相互连接使沿面泄漏电流不经过电流测量模块而直接流回电源侧，避免沿面泄漏电流对极化电流测量的影响。电流测量模块只测量极化电流而不包含沿面泄漏电流。

防泄漏环能够有效地防止沿面泄漏电流对极化电流测量的影响。且防泄漏环制作方法简单，既适用于实验室的简单测量，也适用于现场复杂环境下的测量。防泄漏环尺寸能够根据不同型号的交联聚乙烯电缆进行调整，具有灵活性。

在本发明实施例中，如图1中设置一直流高压电源、电缆样品、一电流测量模块。直流高压电源的高压输出端与电缆样品的导体线芯连接，产生了极化电流和沿面泄漏电流。沿面泄漏电流和极化电流均流过电流测量模块，极化电流测量受到沿面泄漏电流的干扰。

在本发明实施例中，如图2中设置一直流高压电源、电缆样品、一电流测量模块和防泄漏环。直流高压电源的高压输出端与电缆样品的导体线芯连接，产生了极化电流和沿面泄漏电流。两端防泄漏环相互连接使沿面泄漏电流不经过电流测量模块而直接流回电源侧，避免沿面泄漏电流对极化电流测量的影响。电流测量模块只测量极化电流而不包含沿面泄漏电流。

在本发明实施例中，如图3所示为防泄漏环的材料选取示意图。图3(a)为电缆截面示意图，图3(b)为金属铜条的立体图，图3(c)为金属铜条的俯视图。金属铜条的宽度为15mm，厚度为2mm，其长度根据电缆线芯直径及绝缘层厚度进行选取。设电缆线芯直径为Dmm，绝缘厚度为dmm，再考虑30mm的裕度，则选取金属铜条的长度为[π×(D+d×2)+30]mm。在距离金属铜条两端边沿5mm处各钻取一个直径为5mm的孔洞。

在本发明实例中，如图4所示为防泄漏环的结构示意图。将图3中选取的金属铜条弯曲至两端的孔洞对齐，形成一个铜环，即是防泄漏环。

在本发明实例中，如图5所示为电缆加装防泄漏环的结构示意图。将防泄漏环套在电缆两端的预留沿面上，用两端带有铜鼻的导线连接，并选取M4型号的螺栓和螺母进行固定。

本发明实施例提供的一种用于XLPE电缆极化电流测量的防泄漏环，测量交联聚乙烯电缆样品的极化电流时，能够使电缆沿面泄漏电流不经过电流测量模块而直接流回电源侧，避免了沿面泄漏电流对极化电流测量的影响，使测量结果更加准确。防泄漏环制作方法简单，既适用于实验室的简易测量，也适用于现场复杂环境下的测量，且防泄漏环的尺寸能够根据不同交联聚乙烯电缆型号进行调整，具有灵活性。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于XLPE电缆极化电流测量的防泄漏环，其特征在于，所述防泄漏环用于固定于待测电缆两端的预留沿面上，并通过导线将防泄漏环连接至电源回流侧，工作时，沿面泄漏电流通过防泄漏环流回电源端而不经过电流测量模块，从而对极化电流的测量不产生影响；所述防泄漏环包括：弯曲的金属铜条，所述金属铜条的长度为[π×(D+d×2)+30]mm，D为电缆线芯直径，d为绝缘厚度。

2.如权利要求1所述的防泄漏环，其特征在于，在所述金属铜条的两端边沿处设置有孔洞，当弯曲铜条至两端的孔洞对齐时，通过螺栓和螺母将其固定。

3.如权利要求1或2所述的防泄漏环，其特征在于，采用两端带有铜鼻的导线将两端的防泄漏环连接至电源回流侧。

4.如权利要求1-3任一项所述的防泄漏环，其特征在于，所述金属铜条的宽度为15mm，厚度为2mm，在距离金属铜条两端边沿5mm处各钻一个直径为5mm的孔洞。

5.一种用于XLPE电缆极化电流测量的防泄漏方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)将如权利要求1-4任一项所述的防泄漏环分别安装在电缆两端的预留沿面上；

(2)采用两端带有铜鼻的导线将位于电缆两端的防泄漏环连接至电源回流侧；

(3)将直流高压电源的高压输出端与电缆的导体线芯连接后，产生了极化电流和沿面泄漏电流；电缆两端的沿面泄漏电流通过相互连接的防泄漏环直接流回电源侧而不经过电流测量模块，电流测量模块只测量极化电流而不包含沿面泄漏电流，从而防止沿面泄漏电流对极化电流测量的影响。