CN114167235B - 一种基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估方法及装置 - Google Patents

一种基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114167235B
CN114167235B CN202111445084.6A CN202111445084A CN114167235B CN 114167235 B CN114167235 B CN 114167235B CN 202111445084 A CN202111445084 A CN 202111445084A CN 114167235 B CN114167235 B CN 114167235B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cable
temperature
heat capacity
voltage cable
insulation
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.)
Active
Application number
CN202111445084.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114167235A (zh
Inventor
朱文卫
王彦峰
郭金根
陈锟
潘柏崇
车伟娴
董晗拓
梁爱武
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.)
Guangdong Power Grid Co Ltd
Original Assignee
Guangdong Power Grid 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 Guangdong Power Grid Co Ltd filed Critical Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority to CN202111445084.6A priority Critical patent/CN114167235B/zh
Publication of CN114167235A publication Critical patent/CN114167235A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114167235B publication Critical patent/CN114167235B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估方法及装置，所述方法包括：获取目标高压电缆的结构参数，根据所述结构参数建立等效电缆热路模型和热平衡方程；获取所述目标高压电缆在指定负荷电流和环境温度条件下，电缆导体温度和绝缘外表面温度的实时温度变化数据；根据所述实时温度变化数据，绘制电缆导体和绝缘外表面的温升曲线；对所述关于热容的热平衡方程和所述温升曲线进行拟合，求得所述目标高压电缆在预设老化时间前后的热容值；根据在预设老化时间前后的热容值变化程度，评估电缆的绝缘状态。采用本发明提供的评估方法及装置，以热容值变化为绝缘状态评估参数，从热力学角度对绝缘劣化状态评估，提高电缆状态评估的可靠性。

Description

一种基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估方法及装置
技术领域
本发明涉及高压电缆检测领域，尤其涉及一种基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估方法及装置。
背景技术
交联聚乙烯(XLPE)在高压电缆绝缘中发挥着越来越重要的作用，其在电学和热学方面都具有较高性能。XLPE的绝缘状态对电缆运行的安全性和可靠性有深远的影响，而XLPE的外部特性直接取决于其形态学特性。高压交联电缆在实际运行过程中不可避免出现绝缘的劣化和降解现象，这对XLPE的软化和熔化温度、电阻率、电故障和介电损耗产生了负面影响。有充分证据表明，电缆的长期实际运行可能会改变XLPE绝缘的形态，最终导致XLPE性能的下降，进而降低高压交联电缆的有效使用寿命。
大量研究表明XLPE的电学性能和机械性能与XLPE的晶态结构有明显的关联性，XLPE的晶态结构越完善，电学性能和机械性能越高，绝缘状态更加优越。另一方面，XLPE的晶态结构的变化直接影响到其热容的大小，晶态结构越完善，在升温过程中需要更多热量才能使得晶体发生熔融吸热，所能吸收的热量越大，即热容越大。因此，通过测量电缆绝缘的热容值变化可以实现对电缆绝缘的状态进行评估。
目前，我国现有的高压电缆在线监测技术由以下几种：局部放电监测技术、电缆护套环流监测技术、接地电流监测技术和红外温度监测技术等。但以上方法对于在实际运行过程中高压交联电缆的监测可靠性较低，无法准确评估电缆绝缘的状态。
发明内容
本发明实施例提供一种基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估方法及装置，直接监测XLPE电缆绝缘温度，以热容值变化为绝缘状态评估参数，从热力学角度对绝缘劣化状态进行评估，有效提高电缆主绝缘在线状态评估的可靠性。
为实现上述目的，本申请实施例的第一方面提供了一种基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估方法，所述方法包括：
获取目标高压电缆的结构参数，根据所述结构参数建立等效电缆热路模型；
获取所述目标高压电缆在指定负荷电流和环境温度条件下，电缆导体温度和绝缘外表面温度的实时温度变化数据；所述实时温度变化数据从电缆施加负荷电流开始记录，至温度达到热平衡状态为止；
根据所述实时温度变化数据，绘制电缆导体和绝缘外表面的温升曲线；
对所述关于热容的热平衡方程和所述温升曲线进行拟合，求得所述目标高压电缆在预设老化时间前后的热容值；
根据在预设老化时间前后的热容值变化程度，评估所述目标高压电缆的绝缘状态。
在第一方面的一种可能的实现方式中，关于热容的热平衡方程具体为：
其中，P0为电流通过电缆产生的热功率，t为时间，T2为t＝0时绝缘外表面的温度，T1为开始升温后任一时刻电缆导体的温度，C1为电缆绝缘热容，R1为电缆绝缘热阻。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述电缆导体温度和绝缘外表面温度的实时温度变化数据是采用温度测温仪和温度传感器测取得到的。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述指定负荷电流和环境温度条件是指保持相同的负荷电流和环境温度。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述根据在预设老化时间前后的热容值变化程度，评估所述目标高压电缆的绝缘状态，具体包括：
计算在预设老化时间后的热容值与在预设老化时间前的热容值之间的比值；
若比值大于第一阈值，所述目标高压电缆的绝缘状态为优秀；
若比值小于或等于第一阈值，并且大于第二阈值，所述目标高压电缆的绝缘状态为良好；
若比值小于或等于第二阈值，并且大于第三阈值，所述目标高压电缆的绝缘状态为中等；
若比值小于或等于第三阈值，所述目标高压电缆的绝缘状态为差；所述第一阈值大于所述第二阈值，所述第二阈值大于所述第三阈值。
本申请实施例的第二方面提供了一种基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估装置，包括：
参数获取模块，用于获取目标高压电缆的结构参数，根据所述结构参数建立等效电缆热路模型；
温度获取模块，用于获取所述目标高压电缆在指定负荷电流和环境温度条件下，电缆导体温度和绝缘外表面温度的实时温度变化数据；所述实时温度变化数据从电缆施加负荷电流开始记录，至温度达到热平衡状态为止；
曲线绘制模块，用于根据所述实时温度变化数据，绘制电缆导体和绝缘外表面的温升曲线；
拟合模块，用于对所述关于热容的热平衡方程和所述温升曲线进行拟合，求得所述目标高压电缆在预设老化时间前后的热容值；
评估模块，用于根据在预设老化时间前后的热容值变化程度，评估所述目标高压电缆的绝缘状态。
在第二方面的一种可能的实现方式中，所述关于热容的热平衡方程具体为：
其中，P0为电流通过电缆产生的热功率，t为时间，T2为t＝0时绝缘外表面的温度，T1为开始升温后任一时刻电缆导体的温度，C1为电缆绝缘热容，R1为电缆绝缘热阻。
在第二方面的一种可能的实现方式中，所述电缆导体温度和绝缘外表面温度的实时温度变化数据是采用温度测温仪和温度传感器测取得到的。
在第二方面的一种可能的实现方式中，所述指定负荷电流和环境温度条件是指保持相同的负荷电流和环境温度。
在第二方面的一种可能的实现方式中，所述评估模块，具体用于：
计算在预设老化时间后的热容值与在预设老化时间前的热容值之间的比值；
若比值大于第一阈值，所述目标高压电缆的绝缘状态为优秀；
若比值小于或等于第一阈值，并且大于第二阈值，所述目标高压电缆的绝缘状态为良好；
若比值小于或等于第二阈值，并且大于第三阈值，所述目标高压电缆的绝缘状态为中等；
若比值小于或等于第三阈值，所述目标高压电缆的绝缘状态为差；所述第一阈值大于所述第二阈值，所述第二阈值大于所述第三阈值。
本发明实施例提供的一种基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估方法及装置，通过直接获取XLPE电缆绝缘温度绘制温升曲线，接着对等效电缆热路模型和所述温升曲线进行拟合，求得老化前后的热容值变化，并以热容为绝缘状态评估参数，从热力学角度对绝缘劣化状态进行评估。区别于局部放电监测等现有的电缆在线监测技术，本方法中运用的温度监测技术成熟且精确，绝缘材料热力学结构研究也比较成熟，能有效提高电缆主绝缘在线状态评估的可靠性。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估方法的流程示意图；
图2是本发明一实施例提供的一种高压交联电缆热路模型图；
图3是本发明一实施例提供的一种基于origin数学分析软件的导体温度变化曲线拟合结果图；
其中，说明书附图中的附图2标记如下：
P0表示电缆导体发热功率；P1表示XLPE的介电损耗；P2表示金属护套的损耗，包括环流损耗和涡流损耗；T1表示电缆导体的实时温度；T2表示XLPE绝缘的实时表面温度；T3表示缓冲层的实时表面温度；TS表示电缆外表面的实时温度；R0表示电缆导体的热阻；R1表示XLPE绝缘的热阻；R2表示缓冲层的热阻；R3表示外护套的热阻；C0表示电缆导体的热容值；C1表示XLPE绝缘的热容值；C2表示缓冲层的热容值；C3表示外护套的热容值。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
请参见图1，本发明一实施例提供了一种基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估方法，所述方法包括：
S10、获取目标高压电缆的结构参数，根据所述结构参数建立等效电缆热路模型，并根据所述等效电缆热路模型建立关于热容的热平衡方程。
S11、获取所述目标高压电缆在指定负荷电流和环境温度条件下，电缆导体温度和绝缘外表面温度的实时温度变化数据；所述实时温度变化数据从电缆施加负荷电流开始记录，至温度达到热平衡状态为止。
S12、根据所述实时温度变化数据，绘制电缆导体和绝缘外表面的温升曲线。
S13、对所述关于热容的热平衡方程和所述温升曲线进行拟合，求得所述目标高压电缆在预设老化时间前后的热容值。
S14、根据在预设老化时间前后的热容值变化程度，评估所述目标高压电缆的绝缘状态。
基于热参数的电缆绝缘状态评估方法具有以下的优越性：1.所提出的评估方法时基于电缆热路模型展开研究的，热路模型已得到广泛承认并作为计算电缆载流量的重要方法；2.温度监测技术已十分成熟，分布式光纤技术已经开始普遍运用在高压交联电缆当中，对电缆导体进行实时的测温且测温的精度和分辨率极高。基于上述理由，本发明实施例提出了一种基于热容变化的高压电缆主绝缘状态评估方法，通过检测热容变化实现更准确可靠的绝缘状态评估。这可以为电力行业追求优化的诊断运行电缆允许的长期负载性能并延长其有效使用寿命提供更准确的方法。本发明实施例着重分析电缆老化前后热参数中热容量的变化，根据绝缘劣化关联性研究，提出一种基于热容变化的高压交联电缆主绝缘状态评估方法，解决以往监测技术和检测信号随机性大，波动误差大的情况，极大程度提高电缆主绝缘劣化状态评估的可靠性。
S11中通过目标高压交联电缆的负荷电流并采用温度测温仪和温度传感器测取电缆导体温度和绝缘外表面温度的实时温度，并在S12中绘制电缆导体和绝缘外表面的温升曲线，温度记录的范围从电缆施加负荷电流开始至温度达到热平衡状态。
示例性地，请参见图2所示的等效电缆热路模型，根据此等效电缆热路模型，建立的关于热容的热平衡方程具体为：
其中，P0为电流通过电缆产生的热功率，t为时间，T2为t＝0时绝缘外表面的温度，T1为开始升温后任一时刻电缆导体的温度，C1为电缆绝缘热容，R1为电缆绝缘热阻。
分析可得热平衡方程关于T1的通解：
由于t＝0时T2＝T1，关于T1的通解可变为
得到通解表达时后，结合使用相关数学拟合软件整合热方程与电缆温升曲线，拟合求得电缆热容值。
目标电缆在一段老化时间后，重复上述步骤获取电缆热容值。
示例性地，所述电缆导体温度和绝缘外表面温度的实时温度变化数据是采用温度测温仪和温度传感器测取得到的。
示例性地，所述指定负荷电流和环境温度条件是指保持相同的负荷电流和环境温度。
示例性地，所述根据在预设老化时间前后的热容值变化程度，评估所述目标高压电缆的绝缘状态，具体包括：
计算在预设老化时间后的热容值与在预设老化时间前的热容值之间的比值；
若比值大于第一阈值，所述目标高压电缆的绝缘状态为优秀；
若比值小于或等于第一阈值，并且大于第二阈值，所述目标高压电缆的绝缘状态为良好；
若比值小于或等于第二阈值，并且大于第三阈值，所述目标高压电缆的绝缘状态为中等；
若比值小于或等于第三阈值，所述目标高压电缆的绝缘状态为差；所述第一阈值大于所述第二阈值，所述第二阈值大于所述第三阈值。
根据电缆在老化一段时间前后的热容值变化与对绝缘劣化关联性研究，可知在普遍条件下，电缆绝缘的热容值与绝缘的劣化程度呈现负相关关系，即电缆绝缘热容值越大，绝缘的劣化程度越低的关系。
在分析基础上制定热容变化主绝缘劣化程度等级划分表作为高压交联电缆主绝缘状态评估方法的标准。当热容值下降至原来的85％、70％、55％时，分别对应四个等级：a≥85％是为优；70％＜a≤85％良；55％＜a≤70为中等；a＜55％为差，其中a是在预设老化时间后的热容值与在预设老化时间前的比值。
本发明实施例提供的一种基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估方法，通过直接获取XLPE电缆绝缘温度绘制温升曲线，接着对等效电缆热路模型和所述温升曲线进行拟合，求得老化前后的热容值变化，并以热容为绝缘状态评估参数，从热力学角度对绝缘劣化状态进行评估。区别于局部放电监测等现有的电缆在线监测技术，本方法中运用的温度监测技术成熟且精确，绝缘材料热力学结构研究也比较成熟，能有效提高电缆主绝缘在线状态评估的可靠性。
示例性地，若采用orgin软件中拟合模块进行S13中的拟合过程，那么将整个评估方法应用至型号为YJLW03-Z 64/110 1*500的新电缆，具体过程如下：
(1)选择型号为YJLW03-Z 64/110 1*500的新电缆作为目标高压电缆，记录其结构参数；
采用关键结构参数如下表1的新电缆XLPE-0，电缆的型号：YJLW03-Z64/110 1*500。
表1电缆关键结构参数
(2)选取2米长的测试电缆安装在高压交联电缆热参数检测控制平台上；通过钻孔将热电偶探入电缆导体和绝缘外表面，使热电偶紧贴于测量部位；然后在所述热电偶触头处完全覆盖银硅脂，且银硅脂覆盖层内部无气隙，热电偶触头无外露；再用PVC带将热电偶引线及触头扎紧；最后将热电偶的另一端接至无纸记录仪进行实时的温度测量。
(3)为了模拟运行电缆在线监测条件，在所述电缆截取部分两端装上温度补偿器，使电缆两端温度与中间温度保持一致，用于模拟无限长的电缆线路。
(4)对电缆通入1300A电流使得电缆内部达到热平衡状态，测取电缆导体和绝缘外层的温度变化曲线，并绘制电缆温升曲线。
(5)分析如图2等效电缆热路模型，建立等效电缆绝缘的热平衡方程。
(6)由电缆导体参数和电流值计算出导体的发热功率P1，通过origin数学分析软件对实测导体温度变化曲线进行拟合，得到如图3所示的拟合曲线图，得到拟合参数，推算出电缆绝缘的热阻R1和热容C1。具体拟合过程如下：
A、在orgin软件中的拟合模块中选取非线性拟合，输入电缆导体温度通解公式作为拟合曲线方程；
B、根据实验测量和计算确定P0和T0的数值，其他变量输入合适的初值作为迭代计算的起始；
C、执行曲线拟合的过程，获得绝缘的热阻R1和热容C1的数值，查看拟合曲线的拟合度，若低于95％，则重新实验。
(7)对目标高压交联电缆进行240h的电缆整体加速热老化实验后，重复上述步骤再次测量其热容值C1’。
实验结果如表2所示。
表1加速老化试验前后绝缘热容变化数据
(8)对比目标高压交联电缆老化前后热容值C1和C1’，根据等级划分表可对高压交联电缆主绝缘劣化状态进行评估。
由表2数据可以看出电缆在进行加速热老化后热容量相比初始热容量有所减小，热容量下降为原来的87.23％，根据绝缘劣化等级划分表，如表3所示，绝缘状态仍处于优。
等级 优 良 中 差
热容变化率a a＞85％ 70％＜a≤85％ 55％＜a≤70％ a≤55％
表3电缆绝缘热阻劣化等级划分表
本发明实施例的提供了一种基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估装置，包括：参数获取模块、温度获取模块、曲线绘制模块、拟合模块和评估模块。
参数获取模块，用于获取目标高压电缆的结构参数，根据所述结构参数建立等效电缆热路模型，并根据所述等效电缆热路模型建立关于热容的热平衡方程。
温度获取模块，用于获取所述目标高压电缆在指定负荷电流和环境温度条件下，电缆导体温度和绝缘外表面温度的实时温度变化数据；所述实时温度变化数据从电缆施加负荷电流开始记录，至温度达到热平衡状态为止。
曲线绘制模块，用于根据所述实时温度变化数据，绘制电缆导体和绝缘外表面的温升曲线。
拟合模块，用于对所述关于热容的热平衡方程和所述温升曲线进行拟合，求得所述目标高压电缆在预设老化时间前后的热容值。
评估模块，用于根据在预设老化时间前后的热容值变化程度，评估所述目标高压电缆的绝缘状态。
示例性地，所述关于热容的热平衡方程具体为：
其中，P0为电流通过电缆产生的热功率，t为时间，T2为t＝0时绝缘外表面的温度，T1为开始升温后任一时刻电缆导体的温度，C1为电缆绝缘热容，R1为电缆绝缘热阻。
示例性地，所述电缆导体温度和绝缘外表面温度的实时温度变化数据是采用温度测温仪和温度传感器测取得到的。
示例性地，所述指定负荷电流和环境温度条件是指保持相同的负荷电流和环境温度。
示例性地，所述评估模块，具体用于：
计算在预设老化时间后的热容值与在预设老化时间前的热容值之间的比值；
若比值大于第一阈值，所述目标高压电缆的绝缘状态为优秀；
若比值小于或等于第一阈值，并且大于第二阈值，所述目标高压电缆的绝缘状态为良好；
若比值小于或等于第二阈值，并且大于第三阈值，所述目标高压电缆的绝缘状态为中等；
若比值小于或等于第三阈值，所述目标高压电缆的绝缘状态为差；所述第一阈值大于所述第二阈值，所述第二阈值大于所述第三阈值。
本发明实施例提供的一种基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估装置，通过直接获取XLPE电缆绝缘温度绘制温升曲线，接着对等效电缆热路模型和所述温升曲线进行拟合，求得老化前后的热容值变化，并以热容为绝缘状态评估参数，从热力学角度对绝缘劣化状态进行评估。区别于局部放电监测等现有的电缆在线监测技术，本方法中运用的温度监测技术成熟且精确，绝缘材料热力学结构研究也比较成熟，能有效提高电缆主绝缘在线状态评估的可靠性。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估方法，其特征在于，包括：
获取目标高压电缆的结构参数，根据所述结构参数建立等效电缆热路模型，并根据所述等效电缆热路模型建立关于热容的热平衡方程；
获取所述目标高压电缆在指定负荷电流和环境温度条件下，电缆导体温度和绝缘外表面温度的实时温度变化数据；所述实时温度变化数据从电缆施加负荷电流开始记录，至温度达到热平衡状态为止；
根据所述实时温度变化数据，绘制电缆导体和绝缘外表面的温升曲线；
对所述关于热容的热平衡方程和所述温升曲线进行拟合，求得所述目标高压电缆在预设老化时间前后的热容值；
根据在预设老化时间前后的热容值变化程度，评估所述目标高压电缆的绝缘状态。
2.如权利要求1所述基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估方法，其特征在于，所述关于热容的热平衡方程具体为：
其中，P0为电流通过电缆产生的热功率，t为时间，T2为t＝0时绝缘外表面的温度，T1为开始升温后任一时刻电缆导体的温度，C1为电缆绝缘热容，R1为电缆绝缘热阻。
3.如权利要求1所述基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估方法，其特征在于，所述电缆导体温度和绝缘外表面温度的实时温度变化数据是采用温度测温仪和温度传感器测取得到的。
4.如权利要求1所述基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估方法，其特征在于，所述指定负荷电流和环境温度条件是指保持相同的负荷电流和环境温度。
5.如权利要求1所述基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估方法，其特征在于，所述根据在预设老化时间前后的热容值变化程度，评估所述目标高压电缆的绝缘状态，具体包括：
计算在预设老化时间后的热容值与在预设老化时间前的热容值之间的比值；
若比值大于第一阈值，所述目标高压电缆的绝缘状态为优秀；
若比值小于或等于第一阈值，并且大于第二阈值，所述目标高压电缆的绝缘状态为良好；
若比值小于或等于第二阈值，并且大于第三阈值，所述目标高压电缆的绝缘状态为中等；
若比值小于或等于第三阈值，所述目标高压电缆的绝缘状态为差；所述第一阈值大于所述第二阈值，所述第二阈值大于所述第三阈值。
6.一种基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估装置，其特征在于，包括：
参数获取模块，用于获取目标高压电缆的结构参数，根据所述结构参数建立等效电缆热路模型，并根据所述等效电缆热路模型建立关于热容的热平衡方程；
温度获取模块，用于获取所述目标高压电缆在指定负荷电流和环境温度条件下，电缆导体温度和绝缘外表面温度的实时温度变化数据；所述实时温度变化数据从电缆施加负荷电流开始记录，至温度达到热平衡状态为止；
曲线绘制模块，用于根据所述实时温度变化数据，绘制电缆导体和绝缘外表面的温升曲线；
拟合模块，用于对所述关于热容的热平衡方程和所述温升曲线进行拟合，求得所述目标高压电缆在预设老化时间前后的热容值；
评估模块，用于根据在预设老化时间前后的热容值变化程度，评估所述目标高压电缆的绝缘状态。
7.如权利要求6所述基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估装置，其特征在于，所述关于热容的热平衡方程具体为：
其中，P0为电流通过电缆产生的热功率，t为时间，T2为t＝0时绝缘外表面的温度，T1为开始升温后任一时刻电缆导体的温度，C1为电缆绝缘热容，R1为电缆绝缘热阻。
8.如权利要求6所述基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估装置，其特征在于，所述电缆导体温度和绝缘外表面温度的实时温度变化数据是采用温度测温仪和温度传感器测取得到的。
9.如权利要求6所述基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估装置，其特征在于，所述指定负荷电流和环境温度条件是指保持相同的负荷电流和环境温度。
10.如权利要求6所述基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估装置，其特征在于，所述评估模块，具体用于：
计算在预设老化时间后的热容值与在预设老化时间前的热容值之间的比值；
若比值大于第一阈值，所述目标高压电缆的绝缘状态为优秀；
若比值小于或等于第一阈值，并且大于第二阈值，所述目标高压电缆的绝缘状态为良好；
若比值小于或等于第二阈值，并且大于第三阈值，所述目标高压电缆的绝缘状态为中等；
若比值小于或等于第三阈值，所述目标高压电缆的绝缘状态为差；所述第一阈值大于所述第二阈值，所述第二阈值大于所述第三阈值。
CN202111445084.6A 2021-11-30 2021-11-30 一种基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估方法及装置 Active CN114167235B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111445084.6A CN114167235B (zh) 2021-11-30 2021-11-30 一种基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111445084.6A CN114167235B (zh) 2021-11-30 2021-11-30 一种基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114167235A CN114167235A (zh) 2022-03-11
CN114167235B true CN114167235B (zh) 2023-08-18

Family

ID=80481732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111445084.6A Active CN114167235B (zh) 2021-11-30 2021-11-30 一种基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114167235B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04145333A (ja) * 1990-10-08 1992-05-19 Mitsubishi Cable Ind Ltd 布設電力ケーブルの導体温度監視方法
CN101672699A (zh) * 2009-09-21 2010-03-17 华南理工大学 电缆导体暂态温度确定方法及确定装置
CN102539964A (zh) * 2011-12-21 2012-07-04 武汉理工大学 Xlpe电力电缆在线绝缘特性判断方法
CN103439609A (zh) * 2013-08-29 2013-12-11 华南理工大学 一种电力电缆实时应急载流量的计算方法
CN105787191A (zh) * 2016-03-15 2016-07-20 三峡大学 一种基于参数拟合的电缆温度快速计算方法
CN109347102A (zh) * 2018-11-30 2019-02-15 南京理工大学 一种基于电缆热特性的配电网优化调度方法
CN110095696A (zh) * 2019-06-14 2019-08-06 广东电网有限责任公司 一种电缆载流量调整方法、装置、设备及可读存储介质
CN112444536A (zh) * 2020-11-13 2021-03-05 国网上海市电力公司 一种用于电缆热循环试验加热电流的计算方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04145333A (ja) * 1990-10-08 1992-05-19 Mitsubishi Cable Ind Ltd 布設電力ケーブルの導体温度監視方法
CN101672699A (zh) * 2009-09-21 2010-03-17 华南理工大学 电缆导体暂态温度确定方法及确定装置
CN102539964A (zh) * 2011-12-21 2012-07-04 武汉理工大学 Xlpe电力电缆在线绝缘特性判断方法
CN103439609A (zh) * 2013-08-29 2013-12-11 华南理工大学 一种电力电缆实时应急载流量的计算方法
CN105787191A (zh) * 2016-03-15 2016-07-20 三峡大学 一种基于参数拟合的电缆温度快速计算方法
CN109347102A (zh) * 2018-11-30 2019-02-15 南京理工大学 一种基于电缆热特性的配电网优化调度方法
CN110095696A (zh) * 2019-06-14 2019-08-06 广东电网有限责任公司 一种电缆载流量调整方法、装置、设备及可读存储介质
CN112444536A (zh) * 2020-11-13 2021-03-05 国网上海市电力公司 一种用于电缆热循环试验加热电流的计算方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
110kV交联聚乙烯电缆绝缘劣化变化特性研究;赵一枫;中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑;第C042-318页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114167235A (zh) 2022-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1490672B1 (en) An electrical condition monitoring method for polymers
CN106855605B (zh) 用于电缆整体老化寿命评估的频域测试分析系统及方法
CN109239539B (zh) 一种研究环氧绝缘材料局部放电特性的装置与实验方法
CN111596184A (zh) 一种基于电荷量的绝缘介质绝缘性能检测方法及装置
CN112446136B (zh) 一种基于微元化物理模型的电缆寿命预测方法
CN109782201B (zh) 一种微波材料电磁参数测量仪器及测量方法
CN106644163A (zh) 基于温度场有限元分析的小型断路器内部温升测量方法
CN114660134A (zh) 基于叉指电容传感器的非金属材料老化检测装置与方法
CN114167235B (zh) 一种基于热容变化的高压电缆的绝缘状态评估方法及装置
CN114325260A (zh) 一种基于热阻变化的高压电缆的绝缘状态评估方法及装置
CN116990621B (zh) 电力安全工器具故障动态监测系统
CN111060565A (zh) 一种高压直流电缆料电阻率特性评价方法
CN112255478A (zh) 一种发电机定子线棒老化状态自动检测与寿命评估系统
CN116086650A (zh) 一种基于物联网的分布式电缆桥架温度监测方法及系统
Tzimas et al. Qualitative analysis of PEA and TSM techniques on a 200kV extruded cable during a VSC ageing program
Muniz et al. Prospects of life estimation of low voltage electrical cables insulated by PVC by emissivity measurement
CN108535612A (zh) Sf6绝缘套管绝缘检测数据库构建方法及其检测方法、装置
JP5495232B2 (ja) 高分子材料の劣化診断方法及び表面抵抗測定方法
Han et al. Problem Analysis and Solution in Cable Current Carrying Test
CN114609485B (zh) 新能源汽车交联聚乙烯绝缘电力电缆老化状况的测试系统
CN114062866B (zh) 一种评估电缆绝缘性能的方法及装置
CN113009277B (zh) 一种全尺寸电缆活化能分析方法及系统
CN117890827B (zh) 一种基于可视化的绝缘管型母线运行智能监测系统
CN115684754A (zh) 一种储能系统电池连接线束的寿命评估方法
CN112816791A (zh) 一种基于介电频谱的电缆绝缘材料活化能测量方法和装置

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant