CN114184906A - 一种基于多尺度老化因子的交联聚乙烯电缆绝缘状态评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种基于多尺度老化因子的交联聚乙烯电缆绝缘状态评估方法，本发明第一步对交联聚乙烯电缆样品进行绝缘老化模拟；第二步对交联聚乙烯电缆样品进行断裂伸长率测试、泄漏电流测试和局部放电测试；第三步计算交联聚乙烯电缆样品的机械老化因子和电气老化因子；第四步计算交联聚乙烯电缆样品的多尺度老化因子；第五步根据多尺度老化因子评估交联聚乙烯电缆样品的绝缘状态，为确保交联聚乙烯电缆的安全可靠运行奠定基础。

Description

一种基于多尺度老化因子的交联聚乙烯电缆绝缘状态评估 方法

技术领域

本发明属于交联聚乙烯电缆绝缘状态评估领域，具体涉及一种基于多尺度老化因子的交联聚乙烯电缆绝缘状态评估方法。

背景技术

交联聚乙烯电缆广泛用于城市供配电网中，交联聚乙烯电缆在长期运行过程中由于机械应力、电应力和热应力等多种应力的作用下，会产生绝缘劣化，影响交联聚乙烯电缆的安全可靠运行。

因此，通过对交联聚乙烯电缆样品进行绝缘老化模拟，对交联聚乙烯电缆样品进行断裂伸长率测试、泄漏电流测试和局部放电测试，计算交联聚乙烯电缆样品的机械老化因子和电气老化因子，计算交联聚乙烯电缆样品的多尺度老化因子，根据多尺度老化因子评估交联聚乙烯电缆样品的绝缘状态，从而设计了一种基于多尺度老化因子的交联聚乙烯电缆绝缘状态评估方法。

发明内容

为了能有效地评估交联聚乙烯电缆的绝缘状态，本发明公开了一种基于多尺度老化因子的交联聚乙烯电缆绝缘状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：对交联聚乙烯电缆样品进行绝缘老化模拟：

将10kV交联聚乙烯电缆新品截取为500mm的短交联聚乙烯电缆段共计50根作为样品，对交联聚乙烯电缆样品进行处理，剥除外护套和屏蔽层，将交联聚乙烯电缆样品放置于干燥老化箱中并施加交流10kV额定电压进行电-热联合老化，其中，老化时长分别为t＝{0,128,256,512,1024}，单位：h；

第二步：对交联聚乙烯电缆样品进行断裂伸长率测试、泄漏电流测试和局部放电测试，得到交联聚乙烯电缆样品的断裂伸长率、泄漏电流和局部放电量：

到达每个电-热联合老化的测试时间节点后，取出10根交联聚乙烯电缆样品并将其中的5根样品的绝缘层剥除，对绝缘层进行处理得到长度为10mm、中间宽度为2mm、两边宽度为5mm的哑铃状样片，对样片进行5次断裂伸长率测试，将采集到的断裂伸长率数据记为e_m，m表示第m次断裂伸长率测试，m＝{1,2,3,4,5}，在另外5根样品的绝缘层外裹上铜胶带并用绝缘胶带包裹缆芯和绝缘层的交界处对交联聚乙烯电缆样品进行5次泄漏电流测试，测试电压U_s＝{5,10,15,20,25}，单位：kV，将采集到的泄漏电流数据记为I_(i,j)，单位：mA，i表示第i次泄漏电流测试，i＝{1,2,3,4,5}，j表示测试电压，j＝{5,10,15,20,25}，对完成泄漏电流测试后的交联聚乙烯电缆样品施加25kV的电压进行5次局部放电测试，每次持续时间t＝10min，将采集到的局部放电量数据记为Q_n，单位：库伦(C)，n表示第n次局部放电测试，n＝{1,2,3,4,5}；

第三步：计算交联聚乙烯电缆样品的机械老化因子α和电气老化因子β：

根据采集到的断裂伸长率数据，按公式(1)计算交联聚乙烯电缆样品的机械老化因子α：

根据采集到的泄漏电流数据和局部放电量数据，按公式(2)-(6)计算交联聚乙烯电缆样品的电气老化因子β：

第四步：计算交联聚乙烯电缆样品的多尺度老化因子

根据计算出的交联聚乙烯电缆样品的机械老化因子α和电气老化因子β，按公式(7)计算交联聚乙烯电缆样品的多尺度老化因子

第五步：评估交联聚乙烯电缆样品的绝缘状态：

根据多尺度老化因子

评估交联聚乙烯电缆样品的绝缘状态：

若

说明交联聚乙烯电缆的绝缘状态为轻度劣化，

若

说明交联聚乙烯电缆的绝缘状态为中度劣化，

若

说明交联聚乙烯电缆的绝缘状态为重度劣化。

本发明的有益效果在于：能够对交联聚乙烯电缆的运行状态进行准确、有效的评估，保证了交联聚乙烯电缆的安全可靠运行。

附图说明

图1为本发明流程图。

具体实施方式

图1为一种基于多尺度老化因子的交联聚乙烯电缆绝缘状态评估方法的流程图，由图1可知，一种基于多尺度老化因子的交联聚乙烯电缆绝缘状态评估方法，包括以下步骤：

第一步：对交联聚乙烯电缆样品进行绝缘老化模拟：

将10kV交联聚乙烯电缆新品截取为500mm的短交联聚乙烯电缆段共计50根作为样品，对交联聚乙烯电缆样品进行处理，剥除外护套和屏蔽层，将交联聚乙烯电缆样品放置于干燥老化箱中并施加交流10kV额定电压进行电-热联合老化，其中，老化时长分别为t＝{0,128,256,512,1024}，单位：h；

第二步：对交联聚乙烯电缆样品进行断裂伸长率测试、泄漏电流测试和局部放电测试，得到交联聚乙烯电缆样品的断裂伸长率、泄漏电流和局部放电量：

到达每个电-热联合老化的测试时间节点后，取出10根交联聚乙烯电缆样品并将其中的5根样品的绝缘层剥除，对绝缘层进行处理得到长度为10mm、中间宽度为2mm、两边宽度为5mm的哑铃状样片，对样片进行5次断裂伸长率测试，将采集到的断裂伸长率数据记为e_m，m表示第m次断裂伸长率测试，m＝{1,2,3,4,5}，在另外5根样品的绝缘层外裹上铜胶带并用绝缘胶带包裹缆芯和绝缘层的交界处对交联聚乙烯电缆样品进行5次泄漏电流测试，测试电压U_s＝{5,10,15,20,25}，单位：kV，将采集到的泄漏电流数据记为I_(i,j)，单位：mA，i表示第i次泄漏电流测试，i＝{1,2,3,4,5}，j表示测试电压，j＝{5,10,15,20,25}，对完成泄漏电流测试后的交联聚乙烯电缆样品施加25kV的电压进行5次局部放电测试，每次持续时间t＝10min，将采集到的局部放电量数据记为Q_n，单位：库伦(C)，n表示第n次局部放电测试，n＝{1,2,3,4,5}；

第三步：计算交联聚乙烯电缆样品的机械老化因子α和电气老化因子β：

根据采集到的断裂伸长率数据，按公式(1)计算交联聚乙烯电缆样品的机械老化因子α：

根据采集到的泄漏电流数据和局部放电量数据，按公式(2)-(6)计算交联聚乙烯电缆样品的电气老化因子β：

第四步：计算交联聚乙烯电缆样品的多尺度老化因子

根据计算出的交联聚乙烯电缆样品的机械老化因子α和电气老化因子β，按公式(7)计算交联聚乙烯电缆样品的多尺度老化因子

第五步：评估交联聚乙烯电缆样品的绝缘状态：

根据多尺度老化因子

评估交联聚乙烯电缆样品的绝缘状态：

若

说明交联聚乙烯电缆的绝缘状态为轻度劣化，

若

说明交联聚乙烯电缆的绝缘状态为中度劣化，

若

说明交联聚乙烯电缆的绝缘状态为重度劣化；

第六步：评估实际运行的交联聚乙烯电缆的绝缘状态：

根据交联聚乙烯电缆样品的多尺度老化因子

评估实际运行的交联聚乙烯电缆样品的绝缘状态。

Claims (1)

1.一种基于多尺度老化因子的交联聚乙烯电缆绝缘状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：对交联聚乙烯电缆样品进行绝缘老化模拟：

将10kV交联聚乙烯电缆新品截取为500mm的短交联聚乙烯电缆段共计50根作为样品，对交联聚乙烯电缆样品进行处理，剥除外护套和屏蔽层，将交联聚乙烯电缆样品放置于干燥老化箱中并施加交流10kV额定电压进行电-热联合老化，其中，老化时长分别为t＝{0,128,256,512,1024}，单位：h；

第二步：对交联聚乙烯电缆样品进行断裂伸长率测试、泄漏电流测试和局部放电测试，得到交联聚乙烯电缆样品的断裂伸长率、泄漏电流和局部放电量：

到达每个电-热联合老化的测试时间节点后，取出10根交联聚乙烯电缆样品并将其中的5根样品的绝缘层剥除，对绝缘层进行处理得到长度为10mm、中间宽度为2mm、两边宽度为5mm的哑铃状样片，对样片进行5次断裂伸长率测试，将采集到的断裂伸长率数据记为e_m，m表示第m次断裂伸长率测试，m＝{1,2,3,4,5}，在另外5根样品的绝缘层外裹上铜胶带并用绝缘胶带包裹缆芯和绝缘层的交界处对交联聚乙烯电缆样品进行5次泄漏电流测试，测试电压U_s＝{5,10,15,20,25}，单位：kV，将采集到的泄漏电流数据记为I_(i,j)，单位：mA，i表示第i次泄漏电流测试，i＝{1,2,3,4,5}，j表示测试电压，j＝{5,10,15,20,25}，对完成泄漏电流测试后的交联聚乙烯电缆样品施加25kV的电压进行5次局部放电测试，每次持续时间t＝10min，将采集到的局部放电量数据记为Q_n，单位：库伦(C)，n表示第n次局部放电测试，n＝{1,2,3,4,5}；

第三步：计算交联聚乙烯电缆样品的机械老化因子α和电气老化因子β：

根据采集到的断裂伸长率数据，按公式(1)计算交联聚乙烯电缆样品的机械老化因子α：

根据采集到的泄漏电流数据和局部放电量数据，按公式(2)-(6)计算交联聚乙烯电缆样品的电气老化因子β：

第四步：计算交联聚乙烯电缆样品的多尺度老化因子

根据计算出的交联聚乙烯电缆样品的机械老化因子α和电气老化因子β，按公式(7)计算交联聚乙烯电缆样品的多尺度老化因子

第五步：评估交联聚乙烯电缆样品的绝缘状态：

根据多尺度老化因子

评估交联聚乙烯电缆样品的绝缘状态。

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