專利名稱：電纜使用壽命檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)檢測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電纜使用壽命檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
電纜的壽命研究一直是電力行業(yè)的關(guān)注焦點(diǎn)。在我國(guó)，電力電纜，特別是交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的使用已有多年，運(yùn)行時(shí)間在10年以上的高壓交聯(lián)電纜數(shù)量也已經(jīng)很多，在部分地區(qū)，IlOkV交聯(lián)電纜運(yùn)行時(shí)間超過(guò)10年以上的長(zhǎng)度有幾百公里，而這些電纜由于出自不同的生產(chǎn)廠家以及不同的布設(shè)條件和運(yùn)行條件等等，目前的質(zhì)量情況和壽命狀態(tài)也不盡相同。確切地了解這些電纜的質(zhì)量狀況對(duì)于電網(wǎng)的安全運(yùn)行以及今后的電網(wǎng)規(guī)劃意義非常重大。目前，對(duì)于交聯(lián)電纜的壽命評(píng)定來(lái)說(shuō)，雖然人們已經(jīng)研究多年，而且已經(jīng)有較多不 同的方法或手段。在非在線條件下評(píng)定交聯(lián)電纜壽命可利用的方法大致可以分成以下兩種電量法和非電量法。其中電量法又分破壞性方法和非破壞性方法，其中破壞性電量法，如耐壓法、預(yù)擊穿局部放電法；非破壞性電量法，如介電頻譜法，殘余電荷法，等溫松弛退極化電流法，損耗電流諧波分量法等；非電量法，如熱老化法、切片法、活化能法、熱延伸變化率法、缺陷能態(tài)評(píng)估法、紅外光譜等。但是每一種方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)和局限性，每種方法側(cè)重的表征電纜壽命的參數(shù)不同，因此不同方法所評(píng)估的結(jié)果可能存在一定的偏差，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不夠準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠更準(zhǔn)確地測(cè)量電纜使用壽命的方法。一種電纜使用壽命檢測(cè)方法，包括以下步驟在被測(cè)電纜的纜芯和屏蔽層之間施加極化直流電壓，經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間之后，對(duì)所述被測(cè)電纜進(jìn)行退極化處理，并記錄退極化過(guò)程中的等溫松弛電流；根據(jù)所述等溫松弛電流計(jì)算所述被測(cè)電纜的老化因子，根據(jù)所述老化因子對(duì)應(yīng)的擊穿電壓計(jì)算所述被測(cè)電纜的第一使用壽命值；對(duì)所述被測(cè)電纜截取電纜試樣，對(duì)所述電纜試樣進(jìn)行熱老化處理，記錄所述電纜試樣的熱老化失效時(shí)間和相應(yīng)的老化溫度，計(jì)算所述被測(cè)電纜在額定工作溫度下的第二使用壽命值；在所述被測(cè)電纜的纜芯和屏蔽層之間施加逐級(jí)增加的電壓，測(cè)量所述被測(cè)電纜的絕緣層的擊穿電壓，根據(jù)所述擊穿電壓計(jì)算所述被測(cè)電纜的第三使用壽命值；根據(jù)所述第一使用壽命值、所述第二使用壽命值和所述第三使用壽命值，計(jì)算所述被測(cè)電纜的平均使用壽命。本發(fā)明的電纜使用壽命檢測(cè)方法中，分別通過(guò)三種不同的檢測(cè)方式檢測(cè)出電纜的壽命值測(cè)量電纜退極化過(guò)程中的等溫松弛電流，計(jì)算老化因子，獲得第一使用壽命值；對(duì)電纜試樣進(jìn)行熱老化處理，測(cè)量熱老化失效時(shí)間和相應(yīng)的老化溫度，獲得所述被測(cè)電纜在額定工作溫度下的第二使用壽命值；對(duì)被測(cè)電纜施加擊穿電壓，獲得第三使用壽命值；并根據(jù)三個(gè)測(cè)得的使用壽命值，計(jì)算所述被測(cè)電纜的平均使用壽命。由于檢測(cè)涉及的參數(shù)分別考慮了電極化、熱老化和電擊穿對(duì)電纜的使用壽命的影響，因此使測(cè)得的電纜使用壽命更加準(zhǔn)確。


圖I是本發(fā)明電纜使用壽命檢測(cè)方法的流程示意圖；圖2是測(cè)量被測(cè)電纜的等溫松弛電流的接線示意圖；圖3是測(cè)量被測(cè)電纜的等溫松弛電流的等效電路圖；圖4為被測(cè)電纜進(jìn)行熱老化的DSC曲線示意圖；
圖5為被測(cè)電纜熱老化失效時(shí)間和老化溫度的關(guān)系示意圖；圖6是對(duì)被測(cè)電纜施加的逐級(jí)升壓曲線示意圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1，圖I是本發(fā)明電纜使用壽命檢測(cè)方法的流程示意圖。所述電纜使用壽命檢測(cè)方法，包括以下步驟S101，在被測(cè)電纜的纜芯和屏蔽層之間施加極化直流電壓，經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間之后，對(duì)所述被測(cè)電纜進(jìn)行退極化處理，并記錄退極化過(guò)程中的等溫松弛電流；根據(jù)所述等溫松弛電流計(jì)算所述被測(cè)電纜的老化因子，根據(jù)所述老化因子對(duì)應(yīng)的擊穿電壓計(jì)算所述被測(cè)電纜的第一使用壽命值；S102，對(duì)所述被測(cè)電纜截取電纜試樣，對(duì)所述電纜試樣進(jìn)行熱老化處理，記錄所述電纜試樣的熱老化失效時(shí)間和相應(yīng)的老化溫度，計(jì)算所述被測(cè)電纜在額定工作溫度下的第
二使用壽命值；S103，在所述被測(cè)電纜的纜芯和屏蔽層之間施加逐級(jí)增加的電壓，測(cè)量所述被測(cè)電纜的絕緣層的擊穿電壓，根據(jù)所述擊穿電壓計(jì)算所述被測(cè)電纜的第三使用壽命值；S104，根據(jù)所述第一使用壽命值、所述第二使用壽命值和所述第三使用壽命值，計(jì)算所述被測(cè)電纜的平均使用壽命。通過(guò)檢測(cè)電極化、熱老化和電擊穿對(duì)電纜的使用壽命的影響參數(shù)，因此使測(cè)得的電纜使用壽命更加準(zhǔn)確。采用多種檢測(cè)手段對(duì)高壓交聯(lián)電纜及接頭進(jìn)行剩余壽命的評(píng)估，使檢測(cè)結(jié)果更加全面、可靠，可以為今后高壓電纜線路的維護(hù)、安全運(yùn)行和改造提供有力依據(jù)。對(duì)于上述步驟S 101，請(qǐng)參閱圖2及圖3，圖2與圖3分別是測(cè)量所述被測(cè)電纜的等溫松弛電流的接線圖及等效電路圖。其中，Ria與IW分別為電纜的內(nèi)外半導(dǎo)電屏蔽層的單位體積電阻，在計(jì)算過(guò)程中可以忽略；RK與Uk分別為電纜絕緣的單位長(zhǎng)度電阻與電容；R與L為電纜導(dǎo)體單位長(zhǎng)度電阻與電感；RE為放電限流電阻；Rm為測(cè)量保護(hù)電阻。通過(guò)對(duì)圖3中方框圈出的部分進(jìn)行計(jì)算可得出絕緣老化對(duì)測(cè)得的電流的影響。其中，圖中有三對(duì)等效的電容和電阻，分別對(duì)應(yīng)著三種極化過(guò)程=Q11和Rdi對(duì)應(yīng)于主體極化;CD2和Rd2對(duì)應(yīng)于無(wú)定形與晶體界面的影響；CDjPRd3對(duì)應(yīng)于由于老化造成的界面中的金屬鹽和水合離子的影響。所以可用三階指數(shù)衰減函數(shù)對(duì)電纜的等溫松弛電流進(jìn)行擬合
權(quán)利要求
1.一種電纜使用壽命檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟 在被測(cè)電纜的纜芯和屏蔽層之間施加極化直流電壓，經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間之后，對(duì)所述被測(cè)電纜進(jìn)行退極化處理，并記錄退極化過(guò)程中的等溫松弛電流；根據(jù)所述等溫松弛電流計(jì)算所述被測(cè)電纜的老化因子，根據(jù)所述老化因子對(duì)應(yīng)的擊穿電壓計(jì)算所述被測(cè)電纜的第一使用壽命值； 對(duì)所述被測(cè)電纜截取電纜試樣，對(duì)所述電纜試樣進(jìn)行熱老化處理，記錄所述電纜試樣的熱老化失效時(shí)間和相應(yīng)的老化溫度，計(jì)算所述被測(cè)電纜在額定工作溫度下的第二使用壽命值； 在所述被測(cè)電纜的纜芯和屏蔽層之間施加逐級(jí)增加的電壓，測(cè)量所述被測(cè)電纜的絕緣層的擊穿電壓，根據(jù)所述擊穿電壓計(jì)算所述被測(cè)電纜的第三使用壽命值； 根據(jù)所述第一使用壽命值、所述第二使用壽命值和所述第三使用壽命值，計(jì)算所述被測(cè)電纜的平均使用壽命。
2.如權(quán)利要求I所述的電纜使用壽命檢測(cè)方法，其特征在于，在被測(cè)電纜的纜芯和屏蔽層之間施加極化直流電壓，經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間之后，對(duì)所述被測(cè)電纜進(jìn)行退極化處理，并記錄退極化過(guò)程中的等溫松弛電流的步驟包括 對(duì)所述被測(cè)電纜進(jìn)行預(yù)處理，將所述被測(cè)電纜電磁屏蔽；對(duì)所述被測(cè)電纜進(jìn)行極化處理；對(duì)所述被測(cè)電纜進(jìn)行瞬時(shí)短路處理；測(cè)量所述被測(cè)電纜的絕緣層上的等溫松弛電流。
3.如權(quán)利要求2所述的電纜使用壽命檢測(cè)方法，其特征在于，對(duì)所述被測(cè)電纜進(jìn)行預(yù)處理的步驟包括 對(duì)包裹所述被測(cè)電纜兩端的外屏蔽層剝離，對(duì)剝離后的電纜用無(wú)水乙醇清洗。
4.如權(quán)利要求2所述的電纜使用壽命檢測(cè)方法，其特征在于，對(duì)所述被測(cè)電纜進(jìn)行極化處理的步驟包括 對(duì)被測(cè)電纜一端絕緣，另一端接高壓直流電源，其中，導(dǎo)體纜芯接正，外金屬屏蔽接地。
5.如權(quán)利要求2所述的電纜使用壽命檢測(cè)方法，其特征在于，對(duì)所述被測(cè)電纜進(jìn)行瞬時(shí)短路處理的步驟包括 將極化后的所述被測(cè)電纜通過(guò)低電阻短路5s。
6.如權(quán)利要求I所述的電纜使用壽命檢測(cè)方法，其特征在于，對(duì)所述電纜試樣進(jìn)行熱老化處理的步驟包括 將所述電纜試樣分成若干組，分別在預(yù)定的溫度下進(jìn)行熱老化； 對(duì)所述電纜試樣進(jìn)行抗拉強(qiáng)度測(cè)試，檢測(cè)老化程度； 延長(zhǎng)連續(xù)熱老化時(shí)間，直至預(yù)定的終點(diǎn)，其中，所述預(yù)定的終點(diǎn)為達(dá)到試樣失效，或者被測(cè)參數(shù)變化達(dá)到預(yù)定程度。
7.如權(quán)利要求I所述的電纜使用壽命檢測(cè)方法，其特征在于，在所述被測(cè)電纜的纜芯和屏蔽層之間施加逐級(jí)增加的電壓，測(cè)量所述被測(cè)電纜的絕緣層的擊穿電壓的步驟包括 先對(duì)所述被測(cè)電纜施加一個(gè)基礎(chǔ)電壓，其中，所述基礎(chǔ)電壓在預(yù)計(jì)的擊穿電壓以下； 逐級(jí)增加施加的電壓，直到所述被測(cè)電纜發(fā)生擊穿，記錄對(duì)應(yīng)的擊穿電壓。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電纜使用壽命檢測(cè)方法，分別通過(guò)三種不同的檢測(cè)方式檢測(cè)出電纜的壽命值測(cè)量電纜退極化過(guò)程中的等溫松弛電流，計(jì)算老化因子，獲得第一使用壽命值；對(duì)電纜試樣進(jìn)行熱老化處理，測(cè)量熱老化失效時(shí)間和相應(yīng)的老化溫度，獲得所述被測(cè)電纜在額定工作溫度下的第二使用壽命值；對(duì)被測(cè)電纜施加擊穿電壓，獲得第三使用壽命值；并根據(jù)三個(gè)測(cè)得的使用壽命值，準(zhǔn)確確定所述被測(cè)電纜的平均使用壽命。由于檢測(cè)涉及的參數(shù)分別考慮了電極化、熱老化和電擊穿對(duì)電纜的使用壽命的影響，因此使測(cè)得的電纜使用壽命更加準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)G01R31/00GK102944777SQ20121042841
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者吳倩, 黃嘉盛, 黃云, 周凡, 劉剛, 葉曉君, 曹京滎 申請(qǐng)人:廣州供電局有限公司, 華南理工大學(xué)