CN110726909A - 一种配电网电缆中间接头受潮程度的监测和判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配电网电缆中间接头受潮程度的监测和判断方法,包括步骤：对电缆进行敷设时，在电缆中间接头布置受潮监测装置；使用受潮监测装置监测和确定中间接头外部环境湿度；评估电缆中间接头受潮程度。本发明的有益效果在于：1、可高效、准确、安全、方便地对城市配电网用电力电缆中间接头受潮现象进行监测，避免因电缆接头内受潮程度过于严重而导致的绝缘击穿，实现其可靠运行。2、对中间接头内绝缘受潮程度进行评估，并为进一步探究电缆中间接头内部绝缘状态提供依据。

Description

一种配电网电缆中间接头受潮程度的监测和判断方法

技术领域

本发明涉及电缆中间接头故障测评领域，特别是一种配电网电缆中间接头受潮程度的监测和判断方法。

背景技术

随着现代城市功能的不断扩展，XLPE电力电缆借助其优异的机械性能和绝缘性能，被大量使用在城市配电网中。由于交联聚乙烯电缆的绝缘是挤塑成型的整体，使得该类型电缆在投入之初就以防水、防潮性能而得到用户的青睐，得到了大力的推广和大规模的替代原线路，人们也往往忽略了对其的防水分侵入工作，但由于运输、敷设、安装过程中产生的机械损伤，以及工艺本身未达到尽善尽美的地步，电缆中缺陷(如杂质、裂缝等)的存在是不可避免的，而电缆本身长期运行于地下或海底等潮湿的环境中，随着投运时间的延长，交联聚乙烯电缆和中间接头因水分侵入而逐渐导致受潮，受水分侵蚀后，在强电场作用下产生一系列理化作用，在绝缘中沿电场方向形成“水树枝”的现象越来越严重，导致电缆绝缘的击穿事故，实验证明，当运行环境的湿度达到65％以上时，交联聚乙烯电缆绝缘材料就可能形成水树缺陷，严重影响其绝缘性能。受水汽侵蚀，电缆受潮，电缆额定使用寿命远远达不到，也造成电力系统的安全隐患，但目前例行巡检中，针对该问题，仍缺乏对策。

目前，有关敷设于电缆沟中配电网电缆中间接头受潮程度评估的方法仍比较匮乏，目前现场所大量应用的手段均是针对于电缆整体性受潮检测，无法对受潮程度进行准确评估，而主要的研究也没有关注到该问题，因此给目前电力电缆的安全可靠运行造成了极大的困扰。本发明专利介绍的一种监控配电网电缆中间接头受潮程度的监测和判断方法，对于保障电力电缆的运行可靠性具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种配电网电缆中间接头受潮程度的监测和判断方法。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种配电网电缆中间接头受潮程度的监测和判断方法，包括

步骤1：对电缆进行敷设时，在电缆中间接头布置受潮监测装置；

步骤2：使用受潮监测装置监测中间接头外部环境湿度，得到n次监测数据，记为δ_i，i＝1，2，...，n，构成样本集D；

其中，δ_j为样本集D的均值，S_j为其标准差；

确定电缆中间接头外部环境湿度δ：

δ＝δ_j±S_j

令δ的最大值为δ₁，最小值为δ₂；

若δ₁≤δ₀，使用受潮监测装置持续监测中间接头外部环境湿度；若δ₂＞δ₀，进入下一步；其中，δ₀为阈值；

步骤3：评估电缆中间接头受潮程度，包括

3.1使用电子式绝缘电阻表，在充分放电的情况下，在不同加压时间t_a下依次测试得到电缆中间接头的绝缘电阻R_a，a＝0,1,...,n；其中t_a的取值范围为5S-120S；

根据不同加压时间t_a下所测得的绝缘电阻值R_a得到插值多项式L_n(t)，

其中，k＝0,1,...,n；

求出加压时间t与所测绝缘电阻值R的函数关系R(t)：

3.2计算受潮评估参量α，

3.3使用受潮评估参量α评估电缆中间接头的受潮程度。

本发明的有益效果在于：

1、可高效、准确、安全、方便地对城市配电网用电力电缆中间接头受潮现象进行监测，避免因电缆接头内受潮程度过于严重而导致的绝缘击穿，实现其可靠运行。

2、对中间接头内绝缘受潮程度进行评估，并为进一步探究电缆中间接头内部绝缘状态提供依据。

附图说明

图1为配电网电缆中间接头受潮监测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，配电网电缆中间接头受潮监测装置，用于实现配电网中电缆中间受潮现象出现时快速测试，其结构与使用方式如下：

在对电缆进行敷设时，在电缆中间接头布置受潮监测装置，受潮检监测装置的铝合金护套(2)为前后双扇可开合对称结构，将电缆中间接头(17)放置于两扇铝合金护套(2)之中，铝合金护套(2)的左端与电缆中间接头左端防水护套(6)用1号螺栓(4)、2号螺栓(5)紧固，铝合金护套(2)的右端与电缆中间接头右端防水护套(10)用4号螺栓(11)、5号螺栓(15)紧固，在铝合金外壳护套(2)上内壁(3)每10cm均匀安置1号湿度传感器(7)、2号湿度传感器(8)、3号湿度传感器(9)，在铝合金外壳护套(2)下内壁(14)每10cm均匀安置4号湿度传感器(20)、5号湿度传感器(19)、6号湿度传感器(18)，前述六个湿度传感器并联经过1号孔(15)与湿度信号采集系统(12)连接；从电缆中间接头的铜屏蔽层引出一根测试线(1)经过2号孔(16)穿出以便于后续的测试。

进行中间接头外部环境潮湿度监测：将电缆中间接头布置受潮检测装置中各部分进行连接，并打开湿度信号采集系统(12)监测检验装置内部潮湿度情况，湿度信号采集系统(12)每隔10min记录并存储一次数据，持续记录5小时，并将每一次的监测数据求平均湿度值，记为δ_i，取i＝1，2...，30，组成样本集D；每隔5小时，利用所监测到的检验装置内部潮湿度数据初步估算电缆中间接头受潮情况，如下：

式中，δ_j为样本集D的均值，S_i为标准差；

确定电缆中间接头外部环境湿度δ：

δ＝δ_j±S_i (3)

由式(3)可得到电缆中间接头外部环境湿度值，其中数值最大的记为δ₁，数值最小的记为δ₂，然后比较其与阈值δ₀的大小，若δ₁≤δ₀，检验装置继续重复第二步工作；若δ₂＞δ0，则继续执行下面的内容；其中δ₀取0.85。

接下来，进行评估电缆中间接头受潮程度的工作:

将电子式绝缘电阻表(21)的测量端头分别连接至电缆缆芯(13)、测试线圈(1)，在充分放电后，依次在加压时间t_a为5s、10s、15s、20s、25s，30s、60s、120s时测试绝缘电阻R_a，取a＝0,1,...,7；

根据不同t_a下所测得的绝缘电阻值R_a得到插值多项式L_n(t)，

其中a＝0,1,...,7；k＝0,1,...,7；n＝7；

接着求出加压时间t与所测绝缘电阻值R的函数关系R(t)：

其中a＝0,1,...,7；k＝0,1,...,7；n＝7；

1.3.2计算受潮评估参量α，评估电缆中间接头的受潮程度：

其中a＝0,1,...,7；k＝0,1,...,7；n＝7；

设置正常环境判断阀值为α₀，

当α₀≤α＜1.5α₀时，电缆中间接头受潮程度为中度；

当α≥1.5α₀时，电缆中间接头受潮程度为重度

其中α₀取值为6。

Claims (1)

1.一种配电网电缆中间接头受潮程度的监测和判断方法，其特征在于，包括

步骤1：对电缆进行敷设时，在电缆中间接头布置受潮监测装置；

步骤2：使用受潮监测装置监测中间接头外部环境湿度，得到n次监测数据，记为δ_i，i＝1，2，...，n，构成样本集D；

其中，δ_j为样本集D的均值，S_j为其标准差；

确定电缆中间接头外部环境湿度δ：

δ＝δ_j±S_j

令δ的最大值为δ₁，最小值为δ₂；

若δ₁≤δ₀，使用受潮监测装置持续监测中间接头外部环境湿度；若δ₂＞δ₀，进入下一步；其中，δ₀为阈值；

步骤3：评估电缆中间接头受潮程度，包括

3.1使用电子式绝缘电阻表，在充分放电的情况下，在不同加压时间t_a下依次测试得到电缆中间接头的绝缘电阻R_a，a＝0,1,...,n；其中t_a的取值范围为5S-120S，根据不同加压时间t_a下所测得的绝缘电阻值R_a得到插值多项式L_n(t)，

其中，k＝0,1,...,n；

求出加压时间t与所测绝缘电阻值R的函数关系R(t)：

3.2计算受潮评估参量α，

3.3使用受潮评估参量α评估电缆中间接头的受潮程度。

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