CN112180191A - 一种电线电缆老化状态评估方法 - Google Patents

一种电线电缆老化状态评估方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112180191A
CN112180191A CN202011019674.8A CN202011019674A CN112180191A CN 112180191 A CN112180191 A CN 112180191A CN 202011019674 A CN202011019674 A CN 202011019674A CN 112180191 A CN112180191 A CN 112180191A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cable
aging state
current
measuring
wire
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
CN202011019674.8A
Other languages
English (en)
Inventor
戴礼松
刘文成
侯玉龙
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.)
Anhui Dell Electric Group Co ltd
Original Assignee
Anhui Dell Electric Group 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 Anhui Dell Electric Group Co ltd filed Critical Anhui Dell Electric Group Co ltd
Priority to CN202011019674.8A priority Critical patent/CN112180191A/zh
Publication of CN112180191A publication Critical patent/CN112180191A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0092—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring current only
    • 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
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02—Neural networks
    • G06N3/08—Learning methods

Abstract

本发明涉及电缆老化评估，具体涉及一种电线电缆老化状态评估方法，选取与待评估电缆相同型号的电缆样本，测量电缆样本中各电缆的特征参数，并根据特征参数对各电缆进行初步状态评级，对电缆样本中各电缆进行电磁屏蔽，再进行极化处理，极化过程中测量电缆绝缘层中的泄漏电流，对极化后的电缆进行短路去除表面自由电荷，再进行去极化，并在去极化过程中测量等温松弛电流，构建神经网络模型，根据初步状态评级以及电缆样本中各电缆的泄漏电流、等温松弛电流进行老化状态评级，并对神经网络模型进行训练；本发明提供的技术方案能够有效克服现有技术所存在的无法准确有效对电缆老化状态进行评估的缺陷。

Description

一种电线电缆老化状态评估方法
技术领域
本发明涉及电缆老化评估，具体涉及一种电线电缆老化状态评估方法。
背景技术
交联电缆的设计寿命一般为30年，对于运行时间大于25年或本体故障累计满4次及以上的35kV电缆(不包括外部原因和附件故障)需要进行技改和大修，并经状态评价判断存在缺陷的电缆线路，应安排更换，因此大量的交联电缆需要进行紧密监测。但是，目前对中、高压电缆的状态检测，特别是绝缘状态评估尚未引起足够的重视，基本上处于运行至故障发生然后进行抢修的状态。为确保城市供电安全，研究中、高压交联电缆绝缘老化状态评估方法，并在此基础上建立电力电缆运行导则成为我国电力系统迫切需要解决的技术难题。
国内外对于电缆绝缘状态检测的研发多种多样，可以分为以单一检测方法为基础的检测系统、将多种检测方法结合的综合检测系统，电缆绝缘状态检测的方法主要有：直流分量法和直流叠加法等。
1、基于直流分量法的检测
通过施加交流电压，测量绝缘体中直流电流分量，绝缘体中水树枝密度越大、长度越长、电缆绝缘的老化程度越高则直流电流分量越大，因此可以通过检测直流分量来判断电缆绝缘老化程度。但是，该方法只适用于在线检测，由于在线检测时电缆绝缘层中电流的直流分量很小，容易受到外界干扰，并且电缆端部表面泄漏电阻受环境影响较大，容易造成很大误差。
2、基于直流叠加法的检测
通过将低压直流电压接到电缆上电压互感器的中性点并叠加到运行电力电缆导体线芯上，用灵敏度较高的低量程直流电流计测量出流过电缆绝缘层的直流电流，该直流电流可以用于分析并判断电缆的绝缘老化情况。然而，该方法适用于中性点不接地的电网，而对于中性点直接接地的电网以及不在运行的电力电缆是不适用的，因此该检测方法无法普遍适用。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种电线电缆老化状态评估方法，能够有效克服现有技术所存在的无法准确有效对电缆老化状态进行评估的缺陷。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种电线电缆老化状态评估方法，包括以下步骤：
S1、选取与待评估电缆相同型号的电缆样本，测量电缆样本中各电缆的特征参数，并根据特征参数对各电缆进行初步状态评级；
S2、对电缆样本中各电缆进行电磁屏蔽，再进行极化处理，极化过程中测量电缆绝缘层中的泄漏电流；
S3、对极化后的电缆进行短路去除表面自由电荷，再进行去极化，并在去极化过程中测量等温松弛电流；
S4、构建神经网络模型，根据初步状态评级以及电缆样本中各电缆的泄漏电流、等温松弛电流进行老化状态评级，并对神经网络模型进行训练；
S5、获取待评估电缆的特征参数、泄漏电流和等温松弛电流，利用神经网络模型对待评估电缆进行老化状态评估。
优选地，S1中所述电缆样本中各电缆的特征参数，包括：电缆输入阻抗、绝缘材料硬度、体积电阻率和介质损耗因数。
优选地，S1中所述根据特征参数对各电缆进行初步状态评级，包括：
对各特征参数位于正常范围内，且正常运行的电缆初步状态评级为优；
对存在特征参数位于异常范围内，且正常运行的电缆初步状态评级为良；
对存在特征参数位于异常范围内，且无法正常运行的电缆初步状态评级为差。
优选地，S2中所述进行极化处理，包括：将电缆一端绝缘，另一端接高压直流电源，极化时间设定为1500s，极化场强设定为260V/mm。
优选地，所述电缆绝缘层中的泄漏电流是通过插入到电缆绝缘层中的电极探测得到的，所述电极通过电缆绝缘层预先打好的孔插入电缆绝缘层，所述电极与电缆的金属屏蔽层、外导电层均不接触。
优选地，S3中所述进行去极化，并在去极化过程中测量等温松弛电流，包括：停止向电缆施加极化电压，测量电缆中心导体与金属屏蔽层之间的电压比，根据测得的泄露电流、电压比评估电缆绝缘层的老化状态。
优选地，S3中所述在去极化过程中测量等温松弛电流之后，包括：
以等温松弛电流为纵坐标，电缆使用时间为横坐标，得到等温松弛电流随电缆使用时间的变化关系；
其中，随着电缆使用时间的增加，等温松弛电流初始值增大，并且衰减时间变长。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明所提供的一种电线电缆老化状态评估方法，通过检测电缆样本中各电缆的特征参数、泄漏电流和等温松弛电流，对电缆老化状态进行人为评估，并对神经网络模型进行训练，以构建特征参数、泄漏电流、等温松弛电流与电缆老化状态之间的关系模型，从而能够准确有效地对待评估电缆的电缆老化状态进行评估。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明电线电缆老化状态评估的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种电线电缆老化状态评估方法，如图1所示，选取与待评估电缆相同型号的电缆样本，测量电缆样本中各电缆的特征参数，并根据特征参数对各电缆进行初步状态评级。
其中，电缆样本中各电缆的特征参数，包括：电缆输入阻抗、绝缘材料硬度、体积电阻率和介质损耗因数。对电缆的各项特征参数测量三次，将三次测量的平均值作为该特征参数的最终结果。
根据特征参数对各电缆进行初步状态评级，包括：
对各特征参数位于正常范围内，且正常运行的电缆初步状态评级为优；
对存在特征参数位于异常范围内，且正常运行的电缆初步状态评级为良；
对存在特征参数位于异常范围内，且无法正常运行的电缆初步状态评级为差。
对电缆样本中各电缆进行电磁屏蔽，再进行极化处理，极化过程中测量电缆绝缘层中的泄漏电流。
其中，进行极化处理，包括：将电缆一端绝缘，另一端接高压直流电源，极化时间设定为1500s，极化场强设定为260V/mm。
电缆绝缘层中的泄漏电流是通过插入到电缆绝缘层中的电极探测得到的，电极通过电缆绝缘层预先打好的孔插入电缆绝缘层，电极与电缆的金属屏蔽层、外导电层均不接触。
对极化后的电缆进行短路去除表面自由电荷，再进行去极化，并在去极化过程中测量等温松弛电流。
其中，进行去极化，并在去极化过程中测量等温松弛电流，包括：停止向电缆施加极化电压，测量电缆中心导体与金属屏蔽层之间的电压比，根据测得的泄露电流、电压比评估电缆绝缘层的老化状态。
在去极化过程中测量等温松弛电流之后，包括：
以等温松弛电流为纵坐标，电缆使用时间为横坐标，得到等温松弛电流随电缆使用时间的变化关系；
其中，随着电缆使用时间的增加，等温松弛电流初始值增大，并且衰减时间变长。
本申请技术方案中，可以采用三阶指数衰减函数对等温松弛电流-使用时间曲线进行拟合，以等温松弛电流与时间的乘积为纵坐标，使用时间的对数为横坐标，得到拟合曲线，通过曲线的峰值、峰值的移动情况获取电缆的老化程度以及内部陷阱分布情况。随着电缆老化程度的加深及使用时间的增加，陷阱深度变深，陷阱电荷密度变大。
构建神经网络模型，根据初步状态评级以及电缆样本中各电缆的泄漏电流、等温松弛电流进行老化状态评级，并对神经网络模型进行训练。获取待评估电缆的特征参数、泄漏电流和等温松弛电流，利用神经网络模型对待评估电缆进行老化状态评估。
将电缆样本中各电缆的初步状态评级、泄漏电流、等温松弛电流以及根据上述参数进行人为评级的老化状态评级结果输入神经网络模型中，对神经网络模型进行有效训练。
可以将待评估电缆的特征参数、泄漏电流和等温松弛电流输入训练后的神经网络模型，对训练后的神经网络模型进行完善训练，以使得神经网络模型的老化状态评估结果更加精确。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种电线电缆老化状态评估方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、选取与待评估电缆相同型号的电缆样本，测量电缆样本中各电缆的特征参数，并根据特征参数对各电缆进行初步状态评级；
S2、对电缆样本中各电缆进行电磁屏蔽，再进行极化处理，极化过程中测量电缆绝缘层中的泄漏电流；
S3、对极化后的电缆进行短路去除表面自由电荷，再进行去极化，并在去极化过程中测量等温松弛电流；
S4、构建神经网络模型，根据初步状态评级以及电缆样本中各电缆的泄漏电流、等温松弛电流进行老化状态评级，并对神经网络模型进行训练；
S5、获取待评估电缆的特征参数、泄漏电流和等温松弛电流，利用神经网络模型对待评估电缆进行老化状态评估。
2.根据权利要求1所述的电线电缆老化状态评估方法，其特征在于：S1中所述电缆样本中各电缆的特征参数，包括：电缆输入阻抗、绝缘材料硬度、体积电阻率和介质损耗因数。
3.根据权利要求1所述的电线电缆老化状态评估方法，其特征在于：S1中所述根据特征参数对各电缆进行初步状态评级，包括：
对各特征参数位于正常范围内，且正常运行的电缆初步状态评级为优；
对存在特征参数位于异常范围内，且正常运行的电缆初步状态评级为良；
对存在特征参数位于异常范围内，且无法正常运行的电缆初步状态评级为差。
4.根据权利要求1所述的电线电缆老化状态评估方法，其特征在于：S2中所述进行极化处理，包括：将电缆一端绝缘，另一端接高压直流电源，极化时间设定为1500s，极化场强设定为260V/mm。
5.根据权利要求1所述的电线电缆老化状态评估方法，其特征在于：所述电缆绝缘层中的泄漏电流是通过插入到电缆绝缘层中的电极探测得到的，所述电极通过电缆绝缘层预先打好的孔插入电缆绝缘层，所述电极与电缆的金属屏蔽层、外导电层均不接触。
6.根据权利要求1所述的电线电缆老化状态评估方法，其特征在于：S3中所述进行去极化，并在去极化过程中测量等温松弛电流，包括：停止向电缆施加极化电压，测量电缆中心导体与金属屏蔽层之间的电压比，根据测得的泄露电流、电压比评估电缆绝缘层的老化状态。
7.根据权利要求6所述的电线电缆老化状态评估方法，其特征在于：S3中所述在去极化过程中测量等温松弛电流之后，包括：
以等温松弛电流为纵坐标，电缆使用时间为横坐标，得到等温松弛电流随电缆使用时间的变化关系；
其中，随着电缆使用时间的增加，等温松弛电流初始值增大，并且衰减时间变长。
CN202011019674.8A 2020-09-24 2020-09-24 一种电线电缆老化状态评估方法 Pending CN112180191A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011019674.8A CN112180191A (zh) 2020-09-24 2020-09-24 一种电线电缆老化状态评估方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011019674.8A CN112180191A (zh) 2020-09-24 2020-09-24 一种电线电缆老化状态评估方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112180191A true CN112180191A (zh) 2021-01-05

Family

ID=73944811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011019674.8A Pending CN112180191A (zh) 2020-09-24 2020-09-24 一种电线电缆老化状态评估方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112180191A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114994138A (zh) * 2022-08-05 2022-09-02 国网天津市电力公司电力科学研究院 电缆缓冲层的缺陷检测方法、装置和设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105548827A (zh) * 2015-12-04 2016-05-04 西安交通大学 一种用于评估电缆老化及运行状态的非破坏性方法
CN106199350A (zh) * 2016-06-27 2016-12-07 上海电力学院 一种橡塑电缆绝缘老化状态评估方法
CN108627742A (zh) * 2018-04-26 2018-10-09 深圳供电局有限公司 一种用于评估电缆老化及运行电缆状态的非破坏性方法
CN110286303A (zh) * 2019-07-10 2019-09-27 国家电网有限公司 一种基于bp神经网络的同轴电缆绝缘老化状态评估方法
CN110308375A (zh) * 2019-06-26 2019-10-08 国网陕西省电力公司西安供电公司 一种基于神经网络集成的电缆绝缘状态评估方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105548827A (zh) * 2015-12-04 2016-05-04 西安交通大学 一种用于评估电缆老化及运行状态的非破坏性方法
CN106199350A (zh) * 2016-06-27 2016-12-07 上海电力学院 一种橡塑电缆绝缘老化状态评估方法
CN108627742A (zh) * 2018-04-26 2018-10-09 深圳供电局有限公司 一种用于评估电缆老化及运行电缆状态的非破坏性方法
CN110308375A (zh) * 2019-06-26 2019-10-08 国网陕西省电力公司西安供电公司 一种基于神经网络集成的电缆绝缘状态评估方法
CN110286303A (zh) * 2019-07-10 2019-09-27 国家电网有限公司 一种基于bp神经网络的同轴电缆绝缘老化状态评估方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘刚 等: "基于等温松弛法的110KV高压电缆老化状况评估", 《高电压技术》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114994138A (zh) * 2022-08-05 2022-09-02 国网天津市电力公司电力科学研究院 电缆缓冲层的缺陷检测方法、装置和设备
CN114994138B (zh) * 2022-08-05 2022-11-08 国网天津市电力公司电力科学研究院 电缆缓冲层的缺陷检测方法、装置和设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101726514B (zh) 基于回复电压的油浸式变压器固体绝缘含水量评估方法
CN108051712A (zh) 10kV XLPE电力电缆绝缘老化评估方法及系统
CN107505542A (zh) 基于去极化电流法检测xlpe电缆老化程度的测量方法
CN103698653A (zh) 基于环流测量的单芯电力电缆护套接地故障检测系统及方法
CN203811728U (zh) 基于环流测量的单芯电力电缆护套接地故障检测系统
CN104730436A (zh) 结合逐级耐压法和等温松弛电流法的电缆老化评估方法
CN109142992A (zh) 一种35千伏交联电缆绝缘老化状态评估方法
CN108344917A (zh) 基于轨迹法的110kV交联聚乙烯交叉互联电缆在线故障诊断方法
De Nigris et al. Application of modern techniques for the condition assessment of power transformers
CN108241099A (zh) 一种变压器直流偏磁状态评估和诊断方法
CN110658432B (zh) 一种配电网电缆终端受潮程度评估方法
CN110763957A (zh) 一种中压电缆绝缘故障在线监测新方法
CN112180191A (zh) 一种电线电缆老化状态评估方法
CN103792262A (zh) 基于频域Havriliak-Negami模型的电力变压器受潮检测方法
CN116840614A (zh) 基于谐波异动特征的电缆线路缺陷感知预警方法
CN115753913A (zh) 电动机定子线棒潮湿劣化的确定方法、装置、设备及介质
Trotsenko et al. Partial discharge as threat to insulation of high voltage direct current transmissions
Seifi et al. A feasibility study on estimating induced charge of partial discharges in transformer windings adjacent to its origin
JP2015072183A (ja) 巻線機器の巻線層間絶縁診断方法
Bramantyo et al. Thermal ageing and corrosive sulphur effect on partial discharge and electrical conductivity of oil impregnated paper
Gataullin Online technology of insulators condition monitoring in smart grid power supply systems
Song et al. Ultra-Low Frequency Dielectric Loss Detection and Aging State Evaluation of 10kV XLPE Cable
Toudji et al. Predictive diagnostic based on HF modeling of electrical machines windings
CN205301435U (zh) 高压设备在线式绝缘检测系统
Uydur et al. The Effects of Overvoltage Aging on 20 kV XLPE Power Cable

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210105