CN108508337A - 用于评估xlpe电缆绝缘老化状态的介电分析方法 - Google Patents

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    • G01R27/2617—Measuring dielectric properties, e.g. constants

Abstract

本发明涉及一种用于评估XLPE电缆绝缘老化状态的介电分析方法，包括以下步骤：步骤1、在设定温度下测量XLPE电缆绝缘的复介电常数的频谱，获得介电常数实部ε'和介电常数虚部ε”随频率的变化曲线；步骤2、对介电常数实部ε'进行数学变化后获得含有介电常数实部ε'的数学式随频率的变化曲线；步骤3、根据步骤2的变化曲线分析XLPE电缆绝缘老化状态。与现有技术相比，本发明具有以下优点：简单易行，具有一定的工程应用前景。

Description

用于评估XLPE电缆绝缘老化状态的介电分析方法
技术领域
本发明涉及电力设备绝缘检测领域，尤其是涉及一种用于评估XLPE电缆绝缘老化状态的介电分析方法。
背景技术
电缆是城市电网的基础，电缆绝缘的性能及抗劣化能力直接决定着电力系统的安全稳定运行。随着我国电力系统快速发展，特高压交、直流输电系统广泛应用于长距离、大容量电能传输。这些都对应用于其中的电缆的性能、稳定性和状态评估提出了更高的要求。
通常，XLPE的老化状态可以通过宏观性能和结构表征，如断裂伸长率、拉伸强度、羰基指数、熔融温度、交联度、结晶度等。这些方法能够对电缆绝缘状态进行有效的表征。近年来国内外的研究者通过介电谱测试了老化过程中XLPE电缆绝缘的介电性能，发现老化过程中XLPE的介电常数和介电损耗在很宽的频率下有所增大，可以用来表征电缆的老化状态。目前多用XLPE的介电损耗来反映电缆的老化程度，然而，介电损耗谱图的变化规律不够清晰，给老化状态评估带来一定的困难。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于评估 XLPE电缆绝缘老化状态的介电分析方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于评估XLPE电缆绝缘老化状态的介电分析方法，包括以下步骤：
一种用于评估XLPE电缆绝缘老化状态的介电分析方法，包括以下步骤：
步骤1、在设定温度下测量XLPE电缆绝缘的复介电常数的频谱，获得介电常数实部ε'和介电常数虚部ε”随频率的变化曲线；
步骤2、对介电常数实部ε'进行数学变化后获得含有介电常数实部ε'的数学式随频率的变化曲线；
步骤3、根据步骤2的变化曲线分析XLPE电缆绝缘老化状态。
优选地，所述的步骤2中的含有介电常数实部ε'的数学式为
优选地，所述的步骤1中的测量温度为80℃。
优选地，老化后的XLPE电缆绝缘试样的在低频出现损耗峰，该损耗峰的值随着老化时间的增大明显增大，峰的位置也发生了移动。
优选地，采用损耗峰的峰值频率评估电缆的劣化程度。
优选地，所述的步骤3具体包括：的峰值越大、峰值频率越小，XLPE 电缆绝缘劣化程度越严重。
与现有技术相比，本发明公开的一种用于XLPE电缆绝缘老化状态评估的介电分析方法，对介电常数实部进行数学变换，相比于传统的介电常数频谱和介电损耗频谱，具有更清晰的老化状态指示作用。
附图说明
图1为本发明实施例四种目标样在80℃测试温度下，介电常数实部随频率的变化关系图；
图2为本发明实施例四种目标样在80℃测试温度下，介电常数虚部随频率的变化关系图；
图3为本发明实施例四种目标样在80℃测试温度下，随频率的变化关系图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
本发明的原理是通过测试电缆绝缘在一定温度下的复介电常数，对介电常数实部进行数学变化后对电缆绝缘老化状态进行表征。
本发明的实施例具体实现步骤如下：
1)本实施例的目标试样取材于110kV未服役XLPE电缆绝缘，切片后在140℃下进行加速热老化实验，老化时间为240h、600h和960h，加上未老化试样一共四种目标试样。
2)在80℃测量XLPE电缆绝缘的复介电常数的频率特性，获得介电常数实部ε'和介电常数虚部ε”随频率的变化曲线，如图1和图2所示。对得到的介电常数ε'进行数学变换，获得随频率的变化，如图3所示。
3)从图3中可得出，峰值越大、峰值频率越低，劣化程度越严重。
从图1和图2可以看出，随着老化时间的增长，XLPE电缆绝缘的介电常数实部在整个测试频率范围内逐渐增大，介电常数虚部曲线出现一个损耗峰，两个传统参数一定程度上显示出了材料介电性能的变化，但是变化规律不够清晰。本发明通过对介电常数进行数学变换，给出一种新的介电分析方法来评估XLPE电缆绝缘老化状态，如图3所示。可以看出，老化后的XLPE 电缆绝缘试样的在低频出现损耗峰，该损耗峰的值随着老化时间的增大明显增大，峰的位置也发生了移动。因此可以采用损耗峰的峰值频率评估电缆的劣化程度，峰值越大、峰值频率越低，劣化程度越严重。本发明方法简单易行，能够反映电缆绝缘的劣化状态，具有一定的工程应用前景。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种用于评估XLPE电缆绝缘老化状态的介电分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、在设定温度下测量XLPE电缆绝缘的复介电常数的频谱，获得介电常数实部ε'和介电常数虚部ε”随频率的变化曲线；
步骤2、对介电常数实部ε'进行数学变化后获得含有介电常数实部ε'的数学式随频率的变化曲线；
步骤3、根据步骤2的变化曲线分析XLPE电缆绝缘老化状态。
2.根据权利要求1所述的一种用于评估XLPE电缆绝缘老化状态的介电分析方法，其特征在于，所述的步骤2中的含有介电常数实部ε'的数学式为
3.根据权利要求1所述的一种用于评估XLPE电缆绝缘老化状态的介电分析方法，其特征在于，所述的步骤1中的测量温度为80℃。
4.根据权利要求1所述的一种用于评估XLPE电缆绝缘老化状态的介电分析方法，其特征在于，老化后的XLPE电缆绝缘试样的在低频出现损耗峰，该损耗峰的值随着老化时间的增大明显增大，峰的位置也发生了移动。
5.根据权利要求4所述的一种用于评估XLPE电缆绝缘老化状态的介电分析方法，其特征在于，采用损耗峰的峰值频率评估电缆的劣化程度。
6.根据权利要求1或5所述的一种用于评估XLPE电缆绝缘老化状态的介电分析方法，其特征在于，所述的步骤3具体包括：的峰值越大、峰值频率越小，XLPE电缆绝缘劣化程度越严重。
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