CN211478619U

CN211478619U - 半导电缓冲层电气的测试电路

Info

Publication number: CN211478619U
Application number: CN201922495185.9U
Authority: CN
Inventors: 徐晓峰; 夏俊峰; 施楠楠
Original assignee: Shanghai Electric Cable Research Institute
Current assignee: Shanghai Electric Cable Research Institute
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2020-09-11
Anticipated expiration: 2029-12-31

Abstract

本实用新型提供一种半导电缓冲层电气的测试电路，所述半导电缓冲层电气测试电路包括：高压环，紧贴待测试电缆段的绝缘屏蔽层，且与待测试电缆段的导体短接；屏蔽环，紧贴待测试电缆段的半导电缓冲层；直流源组件，直流源组件的高压极与所述高压环连接，直流源组件的低压极与所述屏蔽环及电缆的金属套连接；其中，半导电缓冲层设置于绝缘屏蔽层的两侧。本实用新型可有效解决现有带材测试和电缆整体高压电气试验方法的局限和不足；综合反映缓冲带材、绕包结构、铝套间隙等因素，有效评价缓冲层的材料特性、结构特性和电接触特性。

Description

半导电缓冲层电气的测试电路

技术领域

本实用新型属于电缆测试技术领域，涉及一种电路，特别是涉及一种半导电缓冲层电气的测试电路。

背景技术

66kV及以上高压电力电缆基本采用金属套屏蔽结构，半导电缓冲层位于挤包绝缘线芯和金属套之间，经由绕包工艺制成。半导电缓冲层作为电缆内高电位向地电位过渡、绝缘向金属接地过渡的组成单元，实现绝缘线芯轴向连续有效接地。考虑敷设环境中水分的影响，往往要求缓冲层具有纵向阻水特性。

目前金属套多采用挤出或焊接的皱纹铝套形式。皱纹铝套与缓冲层之间呈间隔局部接触，如果缓冲层选材、设计、生产或应用等环节控制不当，高压电力电缆的半导电缓冲带材性能、缓冲层绕包工艺、皱纹铝套内间隙设计、运行中水分侵入等不利因素均会导致绝缘线芯接地不良，直接体现为运行中绝缘线芯的容性电流和泄漏电流径向和轴向局部集中、经缓冲层无法分散分布泄放，缓冲材料和界面出现电化学反应，腐蚀铝套甚至绝缘屏蔽，在运行期间的高电压和可能的线路内部过电压作用下，缓冲层出现局部放电、电蚀，直至损伤主绝缘，引发击穿故障发生。这已经成为高压电力电缆的金属套改进设计的难点和痛点，给高质量制造和高可靠运行带来挑战。

目前，对缓冲层的测评主要通过以下方式进行：1)对缓冲带材的电阻水平进行测试，但无法反映绕包工艺、缓冲层与铝套间隙对电气过渡性能的影响；2)出厂前或线路投运前，对电缆成品进行高压电气试验，包括工频耐压试验和局部放电试验，主要考核绝缘系统状态，但无法识别反映各区段电缆的缓冲层过渡和接地性能状况。

因此，如何提供一种半导电缓冲层电气的测试电路，以解决现有技术无法为识别、反映各区段电缆的缓冲层过渡和接地性能状况提供基础电路结构等缺陷，实已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种半导电缓冲层电气的测试电路/评估方法及终端，用于解决现有技术无法为识别、反映各区段电缆的缓冲层过渡和接地性能状况提供基础电路结构问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种半导电缓冲层电气的测试电路，应用于待测试电缆段；所述待测试所述半导电缓冲层电气测试电路包括：高压环，紧贴所述待测试电缆段的绝缘屏蔽层，且与所述待测试电缆段的导体短接；屏蔽环，紧贴所述待测试电缆段的半导电缓冲层；直流源组件，所述直流源组件的高压极与所述高压环连接，所述直流源组件的低压极与所述屏蔽环及电缆的金属套连接；其中，所述半导电缓冲层设置于所述绝缘屏蔽层的两侧。

于本实用新型的一实施例中，所述直流源组件的直流电流表一端与所述待测试电缆段外露的金属套表面连接；所述电流表的另一端接地。

于本实用新型的一实施例中，所述屏蔽环的宽度设置在5mm～15mm之间。

于本实用新型的一实施例中，所述屏蔽环的内缘与所述金属套表面外缘，外护套之间的距离设置5mm～15mm之间。

于本实用新型的一实施例中，所述直流源组件的低压极接地。

于本实用新型的一实施例中，所述高压环的宽度设置在1mm～5mm之间。

于本实用新型的一实施例中，所述高压环与所述绝缘屏蔽层外缘的距离设置在1mm～5mm之间。

如上所述，本实用新型所述的半导电缓冲层电气的测试电路，具有以下有益效果：

本实用新型所述半导电缓冲层电气的测试电路对高压电力电缆半导电缓冲层电气特性和结构特点，可有效解决现有带材测试和电缆整体高压电气试验方法的局限和不足；综合反映缓冲带材、绕包结构、铝套间隙等因素，有效评价缓冲层的材料特性、结构特性和电接触特性，为带材选择、产品设计、工艺设计提供支持。

附图说明

图1显示为本实用新型的针对待测试电缆段搭建的半导电缓冲层电气的测试电路的结构连接示意图。

元件标号说明

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

本实施例提供一种半导电缓冲层电气的测试电路，应用于待测试电缆段；所述待测试所述半导电缓冲层电气测试电路包括：

高压环，紧贴所述待测试电缆段的绝缘屏蔽层，且与所述待测试电缆段的导体短接；

屏蔽环，紧贴所述待测试电缆段的半导电缓冲层；

直流源组件，所述直流源组件的高压极与所述高压环连接，所述直流源组件的低压极与所述屏蔽环及电缆的金属套连接；

其中，所述半导电缓冲层设置于所述绝缘屏蔽层的两侧。

以下将结合图示对本实施例所提供的半导电缓冲层电气的测试电路进行详细描述。通过本实施例所述半导电缓冲层电气的测试电路用于对一待测试电缆段，以获取在径向直流回路下测试电路所产生的电路试验参数。

所述电缆段在执行测试之前，需进行预处理，以形成待测试电缆段。所述电缆段的预处理过程如下：

电缆段的选取：电缆样品取自连续生产的成品，选取的电缆段总长度(L_S)一般不大于1.5m，也可按实际要求选取更长的电缆。对于平直样品，平直度一般不大于5L_S‰；对于弯曲的样品，按具体弯曲半径要求设置。

电缆段的处理：电缆段端部由外向内逐层切割剥离。金属套(皱纹铝套)和外护套可合并切开，剥离长度一般不少于100mm。剥离端部线芯外的部分半导电缓冲带，保留的缓冲带绕包层边缘至皱纹铝套边缘的长度一般不少于50mm。在电缆段中部位置，剥开一段非金属护套，将露出的铝套表面附着物清理干净。

电缆段处理后需立即进行测试，若放置停留超过4h，需要将电缆剥离护层的区段表面用塑料薄膜包裹。

本实施例所述半导电缓冲层电气的测试电路是针对高压电力电缆半导电缓冲层电气特性和结构特点，有效解决现有带材测试和电缆整体高压电气试验方法的局限和不足

请参阅图1，显示为针对待测试电缆段搭建的半导电缓冲层电气的测试电路的结构连接示意图。如图1所示，所述半导电缓冲层电气的测试电路1包括直流源组件10、导体11、绝缘屏蔽层12、高压环13、半导电缓冲层14、屏蔽环15、金属套16及外护套17。

在本实施例中，所述直流源组件10包括直流电压表和直流电流表。具体地，所述直流源组件10的高压极与所述高压环13连接，即直流源组件10中的直流电压表与所述高压环13连接。所述直流源组件10的低压极与所述屏蔽环15及电缆的金属套连接，且所述直流源组件10的低压极接地。在本实施例中，直流源组件10的直流电压表的精度不低于±0.5％。

所述直流源组件10的直流电流表的一端与所述待测试电缆段外露的金属套16(在本实施例汇中，所述金属套16具体为皱纹铝套)表面连接；所述电流表的另一端接地。所述直流源组件10的直流电流表的精度不低于±0.5％。

在本实施例中，所述导体11由所述绝缘屏蔽层12包裹。所述导体11与所述直流源组件10的连接。

如图1所示，所述绝缘屏蔽层12上设置一高压环13。其中，所述高压环13与所述待测试电缆段的导体11短接。在本实施例中，所述高压环13的宽度设置在1mm～5mm之间。所述高压环13与所述绝缘屏蔽层12外缘的距离设置在1mm～5mm之间。

所述半导电缓冲层14如图1所示设置于所述绝缘屏蔽层12的两侧。

继续参阅图1，所述屏蔽环15紧贴所述待测试电缆段的半导电缓冲层14。在本实施例中，所述屏蔽环15的宽度设置在5mm～15mm之间。所述屏蔽环15的内缘与所述金属套表面外缘，外护套之间的距离设置5mm～15mm之间。在本实施例中，所述高压环13和屏蔽环15可以控制测试稳定性，即减小泄漏电流对测试稳定的影响。

将所述待测试电缆段置于绝缘垫上，测量两侧皱纹铝套边间的间距L，测量绝缘线芯的外径D。根据要求将所述待测试电缆段置于至少三种测试环境，例如，室内空气环境、烘箱环境及恒温恒湿箱环境中，设置测量环境温度和湿度的仪表。

具体地，将待测电缆段置于所述室内空气环境指：待测电缆段置于室内空气中不少于2h；空气温度为15℃～25℃之间的预设值，空气湿度不超过50％；空气温度、湿度试验期间保持稳定，温度变化不超过±1℃，湿度变化不超过±2％。

待待测试电缆段温湿度稳定后，启动针对待测试电缆段搭建的半导电缓冲层电气的测试电路，缓慢施加直流电压，电压上升速率为0.5mV/s～50mV/s之间的一预设电压上升速率阈值，直流电压升至0.5V～5V之间与预设直流电压阈值，电流同步缓慢上升，稳定后电流波动在±10％以内。直流电压升至规定值并稳定不少于10s，随后每隔一周期，该周期在1s～5s之间，读取电压表的电压值V₁及对应的电流值I₁。

将待测电缆段置于所述烘箱环境指：待测电缆段置于烘箱中不少于2h；烘箱温度为50℃～80℃之间的预设值，烘箱内试验期间温度保持稳定，温度变化不超过±1℃。

待待测试电缆段温湿度稳定后，启动针对待测试电缆段搭建的半导电缓冲层电气的测试电路，缓慢施加直流电压，电压上升速率为0.5mV/s～50mV/s之间的一预设电压上升速率阈值，直流电压升至0.5V～5V之间的预设直流电压阈值，电流同步缓慢上升，稳定后电流波动在±10％以内。直流电压升至规定值并稳定不少于10s，随后每隔一周期，该周期在1s～5s之间，读取电压表的电压值V₂及对应的电流值I₂。

将待测电缆段置于所述恒温恒湿箱环境是指：待测电缆段置于恒温恒湿箱中不少于2h；恒温恒湿箱温度为50℃～80℃之间的预设温度值，湿度为60％～90％之间的预设湿度值，烘箱内试验期间温度和湿度保持稳定，温度变化不超过±1℃，湿度变化不超过±1％。

待待测试电缆段温湿度稳定后，启动针对待测试电缆段搭建的半导电缓冲层电气的测试电路，缓慢施加直流电压，电压上升速率为0.5mV/s～50mV/s之间的一预设电压上升速率阈值，直流电压升至0.5V～5V之间的预设直流电压阈值，电流同步缓慢上升，稳定后电流波动在±10％以内。直流电压升至规定值并稳定不少于10s，随后每隔一周期，该周期在1s～5s之间，读取电压表的电压值V₃及对应的电流值I₃。

通过本实施例所述半导电缓冲层电气的测试电路对高压电力电缆半导电缓冲层电气特性和结构特点，可有效解决现有带材测试和电缆整体高压电气试验方法的局限和不足；综合反映缓冲带材、绕包结构、铝套间隙等因素，有效评价缓冲层的材料特性、结构特性和电接触特性，为带材选择、产品设计、工艺设计提供支持。本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种半导电缓冲层电气的测试电路，其特征在于，应用于待测试电缆段；所述待测试所述半导电缓冲层电气测试电路包括：

屏蔽环，紧贴所述待测试电缆段的半导电缓冲层；

其中，所述半导电缓冲层设置于所述绝缘屏蔽层的两侧。

2.根据权利要求1所述的半导电缓冲层电气的测试电路，其特征在于，所述直流源组件的直流电流表一端与所述待测试电缆段外露的金属套表面连接；所述电流表的另一端接地。

3.根据权利要求2所述的半导电缓冲层电气的测试电路，其特征在于，所述屏蔽环的宽度设置在5mm～15mm之间。

4.根据权利要求3所述的半导电缓冲层电气的测试电路，其特征在于，所述屏蔽环的内缘与所述金属套表面外缘，外护套之间的距离设置5mm～15mm之间。

5.根据权利要求1所述的半导电缓冲层电气的测试电路，其特征在于，所述直流源组件的低压极接地。

6.根据权利要求1所述的半导电缓冲层电气的测试电路，其特征在于，所述高压环的宽度设置在1mm～5mm之间。

7.根据权利要求6所述的半导电缓冲层电气的测试电路，其特征在于，所述高压环与所述绝缘屏蔽层外缘的距离设置在1mm～5mm之间。