CN109541320A - 一种测量水分影响电缆损耗因数的方法 - Google Patents

一种测量水分影响电缆损耗因数的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109541320A
CN109541320A CN201811381343.1A CN201811381343A CN109541320A CN 109541320 A CN109541320 A CN 109541320A CN 201811381343 A CN201811381343 A CN 201811381343A CN 109541320 A CN109541320 A CN 109541320A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cable
dissipation factor
dielectric dissipation
frequency
frequency dielectric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811381343.1A
Other languages
English (en)
Inventor
齐伟强
徐兴全
胡则剑
于钦学
任志刚
曾泽锴
姚玉海
桂媛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
Xian Jiaotong University
State Grid Beijing Electric Power Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
Xian Jiaotong University
State Grid Beijing Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, Xian Jiaotong University, State Grid Beijing Electric Power Co Ltd filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN201811381343.1A priority Critical patent/CN109541320A/zh
Publication of CN109541320A publication Critical patent/CN109541320A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2688—Measuring quality factor or dielectric loss, e.g. loss angle, or power factor
    • G01R27/2694—Measuring dielectric loss, e.g. loss angle, loss factor or power factor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1263—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation
    • G01R31/1272—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation of cable, line or wire insulation, e.g. using partial discharge measurements

Abstract

本公开揭示了一种测量水分影响电缆介质损耗因数的方法，包括如下步骤：通过接头连接电缆，并在接头位置注水；测量注水后电缆的超低频介质损耗因数；通过高压西林电桥测量注水后电缆的工频介质损耗因数。本公开通过对受潮电缆的超低频介质损耗因数和工频介质损耗因数的测量，能够得到不同受潮程度对电缆介质损耗因数的影响规律。

Description

一种测量水分影响电缆损耗因数的方法
技术领域
本公开属于电缆故障检测领域，具体涉及一种方法。
背景技术
电缆在运行过程中，由于热效应、机械应力、恶劣环境等因素引发电缆受潮、接头老化等，导致电缆绝缘特性逐步降低、介质损耗因数增大。根据全国电缆故障统计，大部分电缆绝缘故障由接头进水引起。当进水发生在电缆接头处时，其主绝缘在强电场的作用下，容易产生水解，水分被高聚物吸附、吸收并扩散，使其绝缘性能下降，介损增大，接头绝缘老化速度加快，最后导致放电引起故障。介质损耗因数(tanδ)能反映出电缆绝缘的一系列缺陷，包括电缆受潮、接头老化、水树发展程度以及局部放电等。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本公开的目的在于提供一种测量水分影响电缆损耗因数的方法，通过对注水后电缆的超低频介质损耗和工频损耗因数的测量，可获得不同受潮程度对电缆的损耗因数的影响规律。
本公开的目的是通过以下技术方案实现的：
一种测量水分影响电缆介质损耗因数的方法，包括如下步骤：
S100：通过接头连接电缆，并在接头位置注水；
S200：测量注水后电缆的超低频介质损耗因数；
S300：通过高压西林电桥测量注水后电缆的工频介质损耗因数。
优选的，所述超低频介质损耗因数的计算公式如下：
tan δ＝IR/IC
其中，tanδ表示超低频介质损耗因数，IR表示电阻电流，IC表示电容电流。
优选的，所述测量注水后电缆的超低频介质损耗因数包括以下步骤：
S1000：选择电缆三相中的一相与超低频测试主机相连；
S2000：利用低频高压电源间断输出频率为0.1HZ、电压等级分别为0.5U0、1.0U0和1.5U0的低频电压，测量每个电压等级输出下超低频介质损耗因数tanδ的数值并计算该超低频介质损耗因数tanδ的平均值、差值和标准偏差；
S3000：利用低频高压电源间断输出频率为50HZ、电压等级分别为0.5U0、1.0U0和1.5U0的低频电压，测量每个电压等级输出下超低频介质损耗因数tanδ的数值并计算该超低频介质损耗因数tanδ的平均值、差值和标准偏差；
S4000：选择电缆另外两相分别与超低频测试主机相连，并重复执行步骤S2000-S3000。
优选的，步骤S2000中，所述超低频介质损耗因数tanδ的平均值、差值和标准偏差作为电缆绝缘老化的判断依据。
优选的，所述工频介质损耗因数的计算公式为：
其中，εr表示工频介质损耗因数，d表示电缆厚度；De表示测量电极的有效直径；Cx表示电缆电容。
本公开带来的有益效果为：
1、通过研究电缆在0.1Hz和50Hz时的损耗因数随水分变化的状况，为二者之间的相关性提供依据。
附图说明
图1是本公开的一种测量水分影响电缆介质损耗因数的方法流程图；
图2是本公开的电缆的等效电路示意图；
图3是本公开的电容电流与测试电流的相角差。
具体实施方式
下面参照附图和实施例对本公开的技术方案进行详细说明。
如图1所示，一种测量水分影响电缆介质损耗因数的方法，包括如下步骤：
S100：通过接头连接电缆，并在接头位置注水；
S200：测量注水后电缆的超低频介质损耗因数；
S300：通过高压西林电桥测量注水后电缆的工频介质损耗因数。
在步骤S100的具体实施例中，取长约1.5米的两段新电缆，并制作电缆中间接头，通过接头将两段电缆连接。对于10kV电压等级的三芯交联电缆，当导体标称面积为150mm2～400mm2，每相电容为0.30μF/km～0.42μF/km，则3米长的电缆，其电容为900pF～1260pF。通过接头完成电缆连接后，在接头位置注水，当接头进水时，接头附件内的水会纵向外扩散、渗透，主要经过导体连接管、附件内半导电屏蔽层、附件主绝缘体、半导电屏蔽层(与接地金属屏蔽层导通)。在电压作用下，附件内带杂质的水很容易使接头产生沿面放电及闪络放电现象而击穿。同时，水在电场作用下，具一定的导电性，电压越高，水分越多，导电性越强。这样，中间接头每个结构部分通过水而连接起来，致使运行导体与地接通而放电击穿的情况出现。
在步骤S200的具体实施例中，利用低频高压电源在频率分别为0.1Hz和50Hz间断输出不同等级电压，并测量每个等级电压输出下的超低频介质损耗因数tanδ的数值，通过计算tanδ的平均值、差值和标准偏差，用来评估电缆的介质损耗值及其稳定性。
在步骤S300的具体实施例中，电桥调节平衡后，可以从电桥上直接读取电缆的tanδ。
上述实施例通过对注水后电缆的超低频介质损耗因数和工频介质损耗因数进行测量，能够获得不同受潮程度对电缆介质损耗因数的影响规律。
另一个实施例中，所述超低频介质损耗因数的计算公式如下：
tan δ＝IR/IC
其中，tanδ表示超低频介质损耗因数，IR表示电阻电流，IC表示电容电流。
本实施例中，电缆可等效为如图2所示的电路，包括电阻和电容。电缆施加电压后，电路中的电阻会有一定的导电损耗，使实际的电流超前电压的角度为90-δ，因此出现了如图3所示的电缆的介质损耗角δ。
另一个实施例中，所述测量注水后电缆的超低频介质损耗因数包括以下步骤：
S1000：选择电缆三相中的一相与超低频测试主机相连；
S2000：利用低频高压电源间断输出频率为0.1HZ、电压等级分别为0.5U0、1.0U0和1.5U0的低频电压，测量每个电压等级输出下超低频介质损耗因数tanδ的数值并计算该超低频介质损耗因数tanδ的平均值、差值和标准偏差；
S3000：利用低频高压电源间断输出频率为50HZ、电压等级分别为0.5U0、1.0U0和1.5U0的低频电压，测量每个电压等级输出下超低频介质损耗因数tanδ的数值并计算该超低频介质损耗因数tanδ的平均值、差值和标准偏差；
S4000：选择电缆另外两相分别与超低频测试主机相连，并重复执行步骤S2000-S3000。
另一个实施例中，步骤S2000中，所述介质损耗因数tanδ的平均值、差值和标准偏差作为电缆绝缘老化的判断依据。
本实施例中，以超低频介质损耗因数tanδ的平均值、差值和标准偏差作为电缆绝缘老化的判断依据，如表1所示：
表1超低频tanδ诊断标准
上表中，以最严重项作为超低频介质损耗诊断的结果。
另一个实施例中，所述工频介质损耗因数的计算公式为：
其中，εr表示工频介质损耗因数，d表示电缆厚度；De表示测量电极的有效直径；Cx表示电缆电容。
以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不能因此而理解为对本公开范围的限制，应当指出，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本公开的保护范围。

Claims (5)

1.一种测量水分影响电缆介质损耗因数的方法，包括如下步骤：
S100：通过接头连接电缆，并在接头位置注水；
S200：测量注水后电缆的超低频介质损耗因数；
S300：通过高压西林电桥测量注水后电缆的工频介质损耗因数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，优选的，所述超低频介质损耗因数的计算公式如下：
tan δ＝IR/IC
其中，tanδ表示超低频介质损耗因数，IR表示电阻电流，IC表示电容电流。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量注水后电缆的超低频介质损耗因数包括以下步骤：
S1000：选择电缆三相中的一相与超低频测试主机相连；
S2000：利用低频高压电源间断输出频率为0.1HZ、电压等级分别为0.5U0、1.0U0和1.5U0的低频电压，测量每个电压等级输出下超低频介质损耗因数tan8的数值并计算该超低频介质损耗因数tan8的平均值、差值和标准偏差；
S3000：利用低频高压电源间断输出频率为50HZ、电压等级分别为0.5U0、1.0U0和1.5U0的低频电压，测量每个电压等级输出下超低频介质损耗因数tanδ的数值并计算该超低频介质损耗因数tanδ的平均值、差值和标准偏差；
S4000：选择电缆另外两相分别与超低频测试主机相连，并重复执行步骤S2000-S3000。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S2000中，所述超低频介质损耗因数tanδ的平均值、差值和标准偏差作为电缆绝缘老化的判断依据。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工频介质损耗因数的计算公式为：
其中，εr表示工频介质损耗因数，d表示电缆厚度；De表示测量电极的有效直径；Cx表示电缆电容。
CN201811381343.1A 2018-11-19 2018-11-19 一种测量水分影响电缆损耗因数的方法 Pending CN109541320A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811381343.1A CN109541320A (zh) 2018-11-19 2018-11-19 一种测量水分影响电缆损耗因数的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811381343.1A CN109541320A (zh) 2018-11-19 2018-11-19 一种测量水分影响电缆损耗因数的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109541320A true CN109541320A (zh) 2019-03-29

Family

ID=65848426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811381343.1A Pending CN109541320A (zh) 2018-11-19 2018-11-19 一种测量水分影响电缆损耗因数的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109541320A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110133456A (zh) * 2019-05-21 2019-08-16 深圳供电局有限公司 电缆绝缘超低频介损检测的判据体系构建方法
CN111766479A (zh) * 2020-07-01 2020-10-13 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 一种利用超低频介损检测评估电力电缆绝缘性能的方法
CN111999621A (zh) * 2020-07-22 2020-11-27 海南电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于含水量和绝缘参数检测的交联聚乙烯电缆受潮程度评估方法
CN112578223A (zh) * 2020-12-07 2021-03-30 国网北京市电力公司 故障位置的确定方法及装置、存储介质、电子装置
CN112858853A (zh) * 2021-01-27 2021-05-28 广东工业大学 一种酸性环境下车载epr电缆受潮程度实验与检测方法
CN113740613A (zh) * 2021-07-23 2021-12-03 深圳供电局有限公司 输电电缆介质损耗的测试装置及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101706535A (zh) * 2009-12-09 2010-05-12 山西省电力公司电力科学研究院 高电压互感器介质损耗测试装置及测试方法
CN102735959A (zh) * 2012-05-29 2012-10-17 辽宁省电力有限公司 超高压线路电力变压器不拆线试验方法
CN106645980A (zh) * 2016-12-29 2017-05-10 北京世纪航凯电力科技股份有限公司 一种高压电缆动态连续介质损耗测量系统和方法
CN206161499U (zh) * 2016-10-28 2017-05-10 南方电网科学研究院有限责任公司 变压器套管受潮环境模拟系统
CN107807282A (zh) * 2017-10-31 2018-03-16 国网福建省电力有限公司 变压器不拆高压引线下测试介质损耗因数及电容量的方法
CN108828368A (zh) * 2016-06-06 2018-11-16 丽水市信裕机械制造有限公司 电力电缆接头处渗水性试验装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101706535A (zh) * 2009-12-09 2010-05-12 山西省电力公司电力科学研究院 高电压互感器介质损耗测试装置及测试方法
CN102735959A (zh) * 2012-05-29 2012-10-17 辽宁省电力有限公司 超高压线路电力变压器不拆线试验方法
CN108828368A (zh) * 2016-06-06 2018-11-16 丽水市信裕机械制造有限公司 电力电缆接头处渗水性试验装置
CN206161499U (zh) * 2016-10-28 2017-05-10 南方电网科学研究院有限责任公司 变压器套管受潮环境模拟系统
CN106645980A (zh) * 2016-12-29 2017-05-10 北京世纪航凯电力科技股份有限公司 一种高压电缆动态连续介质损耗测量系统和方法
CN107807282A (zh) * 2017-10-31 2018-03-16 国网福建省电力有限公司 变压器不拆高压引线下测试介质损耗因数及电容量的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周长亮 等: "基于tanδ积分值的乙丙橡胶绝缘电缆含水量评估", 《大连理工大学学报》 *
河南省电机工程学会 等: "《发变电设备运行分册》", 30 September 2011, 中国电力出版社 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110133456A (zh) * 2019-05-21 2019-08-16 深圳供电局有限公司 电缆绝缘超低频介损检测的判据体系构建方法
CN110133456B (zh) * 2019-05-21 2021-03-19 深圳供电局有限公司 电缆绝缘超低频介损检测的判据体系构建方法
CN111766479A (zh) * 2020-07-01 2020-10-13 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 一种利用超低频介损检测评估电力电缆绝缘性能的方法
CN111766479B (zh) * 2020-07-01 2024-03-08 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 一种利用超低频介损检测评估电力电缆绝缘性能的方法
CN111999621A (zh) * 2020-07-22 2020-11-27 海南电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于含水量和绝缘参数检测的交联聚乙烯电缆受潮程度评估方法
CN112578223A (zh) * 2020-12-07 2021-03-30 国网北京市电力公司 故障位置的确定方法及装置、存储介质、电子装置
CN112858853A (zh) * 2021-01-27 2021-05-28 广东工业大学 一种酸性环境下车载epr电缆受潮程度实验与检测方法
CN113740613A (zh) * 2021-07-23 2021-12-03 深圳供电局有限公司 输电电缆介质损耗的测试装置及方法
CN113740613B (zh) * 2021-07-23 2023-08-25 深圳供电局有限公司 输电电缆介质损耗的测试装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109541320A (zh) 一种测量水分影响电缆损耗因数的方法
CN206331073U (zh) 一种电力电缆附件界面闪络试验装置
CN107991584A (zh) 一种基于极化/去极化电流的变压器电容式套管绝缘老化测试方法
Dong et al. Analysis of cable failure modes and cable joint failure detection via sheath circulating current
CN106556753B (zh) 一种直流分压器故障监测装置
CN105510645B (zh) 一种三相一体式电力变压器自动化检测的接线方法
CN108445363A (zh) 一种基于边缘电场的城网电缆绝缘缺陷检测方法
Lai et al. Investigation of tail pipe breakdown incident for 110 kV cable termination and proposal of fault prevention
Chen et al. Effects of connection conditions between insulation screen and Al sheath on the buffer layer failures of high-voltage XLPE cables
CN104502876A (zh) 一种高压电缆附件高频局部放带电检测的校验方法
CN113009237A (zh) 基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量方法及装置
CN108594097A (zh) 一种通过金属护套环流判断中高压电缆绝缘状态的方法
CN112881785B (zh) 一种基于电容电流分析的电缆缓冲层修复效果评价方法
CN104007354B (zh) 10kV氧化锌避雷器与电缆的整组试验电路和方法
CN107462819B (zh) 判定机械力和热老化对硅橡胶介电性能影响的方法
WO2021012639A1 (zh) 一种绝缘管型母线绝缘诊断和定位方法
CN106556745B (zh) 一种直流分压器及其电容量和介质损耗检测方法
Liu et al. Experimental investigation on the breakage in earth wire suspension string with winding preformed armor rods
CN108983050A (zh) 一种利用直流电压叠加负荷测直流电缆局部放电的方法
CN204925247U (zh) 一种便携式高压电缆交叉互联系统核相计
Gu et al. Development and qualification of the extruded cable system for Xiamen±320 kV VSC-HVDC Project
Zhou et al. Diagnosis of multiple impedance mismatch segments in power cables based on frequency domain reflection method
CN106707125B (zh) 油气套管产品局部放电实验方法
CN112881875B (zh) 一种基于电容电流分析的电缆缓冲层修复效果测量装置
CN107132381A (zh) 交联聚乙烯短电缆加速老化试验架

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190329

RJ01 Rejection of invention patent application after publication