CN113884824A - 一种基于超低频电压的电缆耐压测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于超低频电压的电缆耐压测试方法，所述电缆耐压测试方法具体为首先采集工频击穿场强以及超低频击穿场强，以此获取第一击穿场强序列和第二击穿场强序列，然后获取第一检测结果以判断是否通过工频耐压检测，再根据第一检测结果和第二击穿场强序列获取第二检测结果，根据第一击穿场强序列和第二击穿场强序列的相关程度判断第二检测结果是否有效，在判断无效时重新进行耐压测试，直至获取有效的第二检测结果，以此判断是否通过超低频耐压检测，并在未通过超低频耐压检测时发出报警。本发明通过工频耐压检测结果对超低频耐压检测结果的有效性进行检验，解决了对电缆绝缘材料进行超低频耐压试验时难以确定试验结果有效性的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电缆耐压检测技术领域，尤其是指一种基于超低频电压的电缆耐压测试方法。
背景技术
随着我国大中型城市建设的飞速发展和城市规划的要求，电力电缆以其占地少、对人身安全、供电可靠、维护工作量小等诸多优点已经成为电力传输的基本形式之一。但是我国对于电力工程质量的管理并不到位，且工程管理水平不高，导致以往敷设的电缆老化故障频繁，绝缘击穿事故频频发生，严重时甚至会引起部分电网停电，给生产以及人民生活带来诸多不便。伴随着电缆老化，电缆的耐压能力不断减弱，从而增加了绝缘击穿的可能性，因此对于电缆的耐压能力测试能够及时判断电缆的运行状况，降低因电缆耐压能力不够而导致的绝缘击穿事故。超低频电压由于具备消耗能量小、不会损坏电缆等优点，能够被使用至电缆的耐压检测中。但是由于缺乏超低频耐压试验检测标准，因此难以确定超低频耐压试验结果的有效性，若不能确定耐压试验结果的有效性，则无法确定从耐压试验结果中获取的电缆运行状况是否准确，维修计划也难以制定以及开展。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的缺点，提供一种基于超低频电压的电缆耐压测试方法。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：
一种基于超低频电压的电缆耐压测试方法，包括以下步骤，
步骤一，在预设时间范围内采集待测电缆的绝缘材料样本的工频击穿场强以及超低频击穿场强，超低频电压的频率在0-0.1Hz范围内，根据工频击穿场强获取第一击穿场强序列，并根据超低频击穿场强获取第二击穿场强序列；
步骤二，根据所述第一击穿场强序列获取绝缘材料样本的第一检测结果，并根据所述第一检测结果获取所述绝缘材料样本的工频耐压检测结果；
步骤三，根据所述第二击穿场强序列以及第一检测结果获取所述绝缘材料样本的第二检测结果，并计算所述第一击穿场强序列和所述第二击穿场强序列之间的相关程度，并根据计算所得相关程度判断所述第二检测结果是否有效，若判断所述第二检测结果无效，则重新进行耐压检测，直至获取有效的第二检测结果；若判断所述第二检测结果有效，则根据第二检测结果判断绝缘材料样本是否通过超低频耐压检测，并在第二检测结果显示所述绝缘材料样本未通过超低频耐压检测时发出报警。
进一步的，步骤一中所述第一击穿场强序列中的击穿场强为在所述预设时间范围内各个采集时刻所采集的工频击穿场强。
进一步的，步骤一中所述第二击穿场强序列中的击穿场强为在所述预设时间范围内的各个采集时刻所采集的超低频击穿场强。
进一步的，步骤三中所述第一击穿场强序列和所述第二击穿场强序列之间的相关程度包括第一击穿场强序列和所述第二击穿场强序列之间的皮尔逊相关系数和显著水平P值，根据第一击穿场强序列和所述第二击穿场强序列之间的皮尔逊相关系数和显著水平P值确定第二检测结果有效性的具体过程为：计算所述第一击穿场强序列和所述第二击穿场强序列之间的皮尔逊相关系数，根据所述皮尔逊相关系数进行假设检验确定显著水平P值，将所述显著水平P值与第一阈值进行比较，同时将皮尔逊相关系数与第二阈值进行比较，若所述显著水平P值小于所述第一阈值且所述皮尔逊相关系数大于第二阈值时，确定所述第二检测结果有效；其他情况下，判断第二检测结果无效。
进一步的，步骤一中所述在预设时间范围内采集待测电缆的绝缘材料样本的工频击穿场强的具体过程为：选取预设时间范围内的其中一个采集时刻，在选取的采集时刻对所述绝缘材料样本的若干个击穿点同时进行工频击穿测试，获取该采集时刻对应的击穿电压，重新选取预设时间范围内一个采集时刻并获取其对应的击穿电压，直至获取预设时间范围内所有采集时刻对应的击穿电压，根据预设时间内所有采集时刻对应的击穿电压获取第一组击穿电压，并根据第一组击穿电压计算第一威布尔分布失效概率，然后根据所述第一威布尔分布失效概率确定该绝缘材料样本的工频击穿场强。
进一步的，步骤一中所述在预设时间范围内采集待测电缆的绝缘材料样本的超低频击穿场强的具体过程为：选取预设时间范围内的其中一个采集时刻，在选取的采集时刻对所述绝缘材料样本的若干个击穿点同时进行超低频击穿测试，获取该采集时刻对应的击穿电压，重新选取预设时间范围内一个采集时刻并获取其对应的击穿电压，直至获取预设时间范围内所有采集时刻对应的击穿电压，根据预设时间内所有采集时刻对应的击穿电压获取第二组击穿电压，并根据第二组击穿电压计算第二威布尔分布失效概率，然后根据所述第二威布尔分布失效概率确定该绝缘材料样本的超低频击穿场强。
进一步的，步骤一中所述绝缘材料样本包括待测电缆的电缆本体和所述待测电缆的接头。
本发明的有益效果是：
通过对电缆的耐压检测来判断其耐压能力，从而确定其老化程度。通过电缆的耐压检测能够预先发现电缆隐患并及时进行检修，从而保证电缆的正常运行。通过现有的工频耐压检测评定标准来获取工频耐压检测结果，再根据工频耐压检测结果来对超低频耐压检测结果的有效性进行检验，解决了由于现有技术中不存在超低频耐压试验检测标准，对电缆绝缘材料进行超低频耐压试验时难以确定试验结果的有效性的问题。并在出现未通过耐压检测的情况时，能够报警以及时进行检修，降低电缆因耐压能力不足而产生绝缘击穿事故的概率，提高配电网的供电可靠性。
附图说明
图1是本发明的一种流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。
实施例：
一种基于超低频电压的电缆耐压测试方法，如图1所示，包括以下步骤，
步骤一，在预设时间范围内采集待测电缆的绝缘材料样本的工频击穿场强以及超低频击穿场强，超低频电压的频率在0-0.1Hz范围内，根据工频击穿场强获取第一击穿场强序列，并根据超低频击穿场强获取第二击穿场强序列；本实施例采用频率为0.1Hz的超低频电压进行耐压试验。
步骤二，根据所述第一击穿场强序列获取绝缘材料样本的第一检测结果，并根据所述第一检测结果获取所述绝缘材料样本的工频耐压检测结果；
步骤三，根据所述第二击穿场强序列以及第一检测结果获取所述绝缘材料样本的第二检测结果，并计算所述第一击穿场强序列和所述第二击穿场强序列之间的相关程度，并根据计算所得相关程度判断所述第二检测结果是否有效，若判断所述第二检测结果无效，则重新进行耐压检测，直至获取有效的第二检测结果；若判断所述第二检测结果有效，则根据第二检测结果判断绝缘材料样本是否通过超低频耐压检测，并在第二检测结果显示所述绝缘材料样本未通过超低频耐压检测时发出报警。
通过对电缆的耐压能力进行检测，保证能够准确获取电缆的运行状况，在出现电缆的耐压能力减弱至无法通过耐压检测时，及时报警，以能够及时制定对应的维修方案来实施维修。且对超低频电压的耐压检测结果进行评判，通过工频击穿场强和超低频击穿场强的相关性对超低频电压的耐压检测结果进行判断，解决了由于缺乏超低频耐压试验检测标准，对电缆绝缘材料进行超低频耐压试验时难以确定试验结果的有效性的问题。
在获取第一击穿场强序列和第二场强序列时，均通过将绝缘材料样本浸泡在同一类绝缘液中进行测试得到，且所述绝缘液的节点常数大于空气的节点常数。
步骤一中所述第一击穿场强序列中的击穿场强为在所述预设时间范围内各个采集时刻所采集的工频击穿场强。
步骤一中所述第二击穿场强序列中的击穿场强为在所述预设时间范围内的各个采集时刻所采集的超低频击穿场强。
击穿电压与固体电介质厚度之比称为击穿电场强度，即击穿场强，通过击穿场强能够反映固体电介质自身的耐电强度，因此采集工频击穿场强以及超低频击穿场强能够对电缆的耐电强度进行有效评判。
步骤三中所述第一击穿场强序列和所述第二击穿场强序列之间的相关程度包括第一击穿场强序列和所述第二击穿场强序列之间的皮尔逊相关系数和显著水平P值，根据第一击穿场强序列和所述第二击穿场强序列之间的皮尔逊相关系数和显著水平P值确定第二检测结果有效性的具体过程为：计算所述第一击穿场强序列和所述第二击穿场强序列之间的皮尔逊相关系数，根据所述皮尔逊相关系数进行假设检验确定显著水平P值，将所述显著水平P值与第一阈值进行比较，同时将皮尔逊相关系数与第二阈值进行比较，若所述显著水平P值小于所述第一阈值且所述皮尔逊相关系数大于第二阈值时，确定所述第二检测结果有效；其他情况下，判断第二检测结果无效。
当显著水平P值小于第一阈值时，能够说明第一击穿场强序列和第二场强击穿序列之间有关系，且该关系并不是偶然因素导致的。皮尔逊相关系数越大则表明其相关性越强，通过皮尔逊相关系数与第二阈值的比较来判断第一击穿场强序列和第二场强击穿序列间的相关程度。在本实施例中将第一阈值设置为0.05，第二阈值设置为0.7。
由于皮尔逊相关系数仅能表示两组数据间线性相关程度的量，即使皮尔逊相关系数显示两组数据间关系十分紧密，但也可能是由于偶尔而引起的关系紧密，因此通过显著水平P值来指示两组数据间关系的偶然关系程度的强弱，通过显著水平P值以及皮尔逊相关系数来共同判断第一击穿场强序列和第二击穿场强序列的相关性，为后续的超低频耐压检测结果的有效性校验提供可靠依据。
步骤一中所述在预设时间范围内采集待测电缆的绝缘材料样本的工频击穿场强的具体过程为：选取预设时间范围内的其中一个采集时刻，在选取的采集时刻对所述绝缘材料样本的若干个击穿点同时进行工频击穿测试，获取该采集时刻对应的击穿电压，重新选取预设时间范围内一个采集时刻并获取其对应的击穿电压，直至获取预设时间范围内所有采集时刻对应的击穿电压，根据预设时间内所有采集时刻对应的击穿电压获取第一组击穿电压，并根据第一组击穿电压计算第一威布尔分布失效概率，然后根据所述第一威布尔分布失效概率确定该绝缘材料样本的工频击穿场强。
步骤一中所述在预设时间范围内采集待测电缆的绝缘材料样本的超低频击穿场强的具体过程为：选取预设时间范围内的其中一个采集时刻，在选取的采集时刻对所述绝缘材料样本的若干个击穿点同时进行超低频击穿测试，获取该采集时刻对应的击穿电压，重新选取预设时间范围内一个采集时刻并获取其对应的击穿电压，直至获取预设时间范围内所有采集时刻对应的击穿电压，根据预设时间内所有采集时刻对应的击穿电压获取第二组击穿电压，并根据第二组击穿电压计算第二威布尔分布失效概率，然后根据所述第二威布尔分布失效概率确定该绝缘材料样本的超低频击穿场强。
威布尔分布失效概率在电介质领域内用于反应材料在一定的电场强度E下被击穿的概率以及在一定时间内的失效概率。通过威布尔分布失效概率能够清晰的分析出击穿电压的分散程度以及平均击穿电压值。因此通过威布尔分布失效概率来获取预设时间内绝缘材料样本的工频击穿场强以及超低频击穿场强。
威布尔分布失效概率的失效密度函数表达式为：
f(t)＝m/t0(t-γ)m-1exp[-(t-γ)m/t0]
其中：m为形状参数，表示函数的走势，当m>1时，失效概率随时间增加，m<1时，失效概率随时间减小；
t0为参数或特征寿命，表示函数的缩放；t为时间；
γ为位置参数，且γ>0。
步骤一中所述绝缘材料样本包括待测电缆的电缆本体和所述待测电缆的接头。
还包括非易失性存储介质，执行上述基于0.1Hz超低频电压的电缆耐压测试方法所需的程序存储于所述非易失性存储介质中，所述非易失性储存介质可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (7)
1.一种基于超低频电压的电缆耐压测试方法，其特征在于，包括以下步骤，
步骤一，在预设时间范围内采集待测电缆的绝缘材料样本的工频击穿场强以及超低频击穿场强，超低频电压的频率在0-0.1Hz范围内，根据工频击穿场强获取第一击穿场强序列，并根据超低频击穿场强获取第二击穿场强序列；
步骤二，根据所述第一击穿场强序列获取绝缘材料样本的第一检测结果，并根据所述第一检测结果获取所述绝缘材料样本的工频耐压检测结果；
步骤三，根据所述第二击穿场强序列以及第一检测结果获取所述绝缘材料样本的第二检测结果，并计算所述第一击穿场强序列和所述第二击穿场强序列之间的相关程度，并根据计算所得相关程度判断所述第二检测结果是否有效，若判断所述第二检测结果无效，则重新进行耐压检测，直至获取有效的第二检测结果；若判断所述第二检测结果有效，则根据第二检测结果判断绝缘材料样本是否通过超低频耐压检测，并在第二检测结果显示所述绝缘材料样本未通过超低频耐压检测时发出报警。
2.根据权利要求1所述的一种基于超低频电压的电缆耐压测试方法，其特征在于，步骤一中所述第一击穿场强序列中的击穿场强为在所述预设时间范围内各个采集时刻所采集的工频击穿场强。
3.根据权利要求1所述的一种基于超低频电压的电缆耐压测试方法，其特征在于，步骤一中所述第二击穿场强序列中的击穿场强为在所述预设时间范围内的各个采集时刻所采集的超低频击穿场强。
4.根据权利要求1所述的一种基于超低频电压的电缆耐压测试方法，其特征在于，步骤三中所述第一击穿场强序列和所述第二击穿场强序列之间的相关程度包括第一击穿场强序列和所述第二击穿场强序列之间的皮尔逊相关系数和显著水平P值，根据第一击穿场强序列和所述第二击穿场强序列之间的皮尔逊相关系数和显著水平P值确定第二检测结果有效性的具体过程为：计算所述第一击穿场强序列和所述第二击穿场强序列之间的皮尔逊相关系数，根据所述皮尔逊相关系数进行假设检验确定显著水平P值，将所述显著水平P值与第一阈值进行比较，同时将皮尔逊相关系数与第二阈值进行比较，若所述显著水平P值小于所述第一阈值且所述皮尔逊相关系数大于第二阈值时，确定所述第二检测结果有效；其他情况下，判断第二检测结果无效。
5.根据权利要求1所述的一种基于超低频电压的电缆耐压测试方法，其特征在于，步骤一中所述在预设时间范围内采集待测电缆的绝缘材料样本的工频击穿场强的具体过程为：选取预设时间范围内的其中一个采集时刻，在选取的采集时刻对所述绝缘材料样本的若干个击穿点同时进行工频击穿测试，获取该采集时刻对应的击穿电压，重新选取预设时间范围内一个采集时刻并获取其对应的击穿电压，直至获取预设时间范围内所有采集时刻对应的击穿电压，根据预设时间内所有采集时刻对应的击穿电压获取第一组击穿电压，并根据第一组击穿电压计算第一威布尔分布失效概率，然后根据所述第一威布尔分布失效概率确定该绝缘材料样本的工频击穿场强。
6.根据权利要求1所述的一种基于超低频电压的电缆耐压测试方法，其特征在于，步骤一中所述在预设时间范围内采集待测电缆的绝缘材料样本的超低频击穿场强的具体过程为：选取预设时间范围内的其中一个采集时刻，在选取的采集时刻对所述绝缘材料样本的若干个击穿点同时进行超低频击穿测试，获取该采集时刻对应的击穿电压，重新选取预设时间范围内一个采集时刻并获取其对应的击穿电压，直至获取预设时间范围内所有采集时刻对应的击穿电压，根据预设时间内所有采集时刻对应的击穿电压获取第二组击穿电压，并根据第二组击穿电压计算第二威布尔分布失效概率，然后根据所述第二威布尔分布失效概率确定该绝缘材料样本的超低频击穿场强。
7.根据权利要求1所述的一种基于超低频电压的电缆耐压测试方法，其特征在于，步骤一中所述绝缘材料样本包括待测电缆的电缆本体和所述待测电缆的接头。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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