基于pea空間電荷測量判斷絕緣老化的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于PEA空間電荷測量判斷絕緣老化的方法，建立電聲脈沖法空間電荷測量系統(tǒng)，電力電纜的絕緣層進行空間電荷測試，對空間電荷的絕對電荷量進行統(tǒng)計將當前測量的量和閥值、歷史數(shù)據(jù)進行對比，利用總量的大小、電荷增加的速度分析參數(shù)實現(xiàn)對絕緣的評估；根據(jù)外施高壓電源電場和絕緣內(nèi)部空間電荷分布曲線，利用電場強度的方法對電力電纜絕緣進行分析，當計算的場強高于設計值時，則認為會對絕緣造成損壞，還可以利用電場強度的增加速度判斷絕緣的老化程度。本發(fā)明實現(xiàn)對電力電纜絕緣內(nèi)部空間電荷的在線監(jiān)測，根據(jù)數(shù)據(jù)對電力電纜絕緣進行老化評估。
【專利說明】基于PEA空間電荷測量判斷絕緣老化的方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種絕緣老化診斷技術(shù)，特別涉及一種基于PEA空間電荷測量判斷絕緣老化的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電纜運行時間的增長，電氣設備(如XLPE電纜等)的主要絕緣會發(fā)生老化。絕緣老化可能會造成絕緣擊穿事故，給生產(chǎn)和人民生活帶來諸多不便，造成重大的經(jīng)濟損失。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，電纜的擊穿事故的主要發(fā)生在電纜本體和附件，其中本體是電纜設備易出現(xiàn)故障的部位。導致電纜事故的原因除了電纜本體受外力破壞外，另一個重要原因是電纜設備(本體和附件)絕緣材質(zhì)及制造工藝不良，在電場、水分、高溫等環(huán)境因素的影響下絕緣性能嚴重老化。如不能準確掌握這些電纜的老化狀態(tài)并采取相應措施，就會導致?lián)舸┦鹿?，給社會的生產(chǎn)和居民的生活帶來損失和不便。
[0003]無論何種老化原因都會導致電氣設備主絕緣的材料結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，如化學鍵斷裂，介質(zhì)中微孔增多或長出樹枝狀結(jié)構(gòu)等。這些缺陷使介質(zhì)中陷阱數(shù)目增多，在電場的作用下會引起空間電荷的聚集。這些空間電荷不僅改變聚合物中的電場分布，而且在聚合物擊穿和直流泄漏電流方面也起著重要的作用?？臻g電荷的產(chǎn)生對電樹枝有強烈的影響，電纜中空間電荷的產(chǎn)生和積聚，會畸變絕緣中的電場分布，加速電樹枝的生長，使材料的絕緣狀態(tài)進一步老化。因此，空間電荷的分布和材料的老化程度存在一定的關(guān)系，然而這方面的研究報道還很少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是針對電氣設備中絕緣老化重要性的問題，提出了一種基于PEA空間電荷測量判斷絕緣老化的方法，實現(xiàn)對電力電纜絕緣內(nèi)部空間電荷的在線監(jiān)測，根據(jù)測量的空間電荷數(shù)據(jù)對電力電纜絕緣進行老化評估。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種基于PEA空間電荷測量判斷絕緣老化的方法，具體包括如下步驟:
1)建立電聲脈沖法空間電荷測量系統(tǒng):高壓脈沖源與高壓電容串聯(lián)后接電力電纜兩端的上下鋁電極，同時直流高壓電源通過采樣電阻也接電力電纜上下兩端的上下鋁電極，壓電傳感器緊貼在下鋁電極下表面，壓電傳感器下采用有機玻璃聲波吸收層對壓電傳感器上壓力波反射進行吸收，壓電傳感器輸出電壓信號，此電壓信號經(jīng)過放大后送計算機；
2)進行空間電荷測試:首先高壓電源在電力電纜的絕緣層中形成空間電荷，假設試樣為均勻介質(zhì)，絕緣層其內(nèi)部空間電荷分布為Pb)，蝴為未疊加外施高壓脈沖時試樣內(nèi)部
的電場強度，它由兩部分電場強度貢獻，即外施高壓電源電場強度與空間電荷產(chǎn)生的電場強度AO),電力電纜與下鋁電極界面上的面電荷密度力1，電力電纜下表面的電場強度為E1 ；電力電纜上鋁電極界面上的面電荷密度為a2，電力電纜上表面電場強度為E2,
根據(jù)高斯通量定理，有
【權(quán)利要求】
1.一種基于PEA空間電荷測量判斷絕緣老化的方法，其特征在于，具體包括如下步驟: 1)建立電聲脈沖法空間電荷測量系統(tǒng):高壓脈沖源與高壓電容串聯(lián)后接電力電纜兩端的上下鋁電極，同時直流高壓電源通過限流電阻也接電力電纜上下兩端的上下鋁電極，壓電傳感器緊貼在下鋁電極下表面，壓電傳感器下采用有機玻璃聲波吸收層對壓電傳感器上壓力波反射進行吸收，壓電傳感器輸出電壓信號，此電壓信號經(jīng)過放大后送計算機； 2)進行空間電荷測試:首先高壓電源在電力電纜的絕緣層中形成空間電荷，假設試樣為均勻介質(zhì)，絕緣層其內(nèi)部空間電荷分布為Pb)，軸為未疊加外施高壓脈沖時試樣內(nèi)部的電場強度，它由兩部分電場強度貢獻，即外施高壓電源電場強度與空間電荷產(chǎn)生的電場強度,電力電纜與下鋁電極界面上的面電荷密度為O1,電力電纜下表面的電場強度為S1 ；電力電纜上鋁電極界面上的面電荷密度為Ci2,電力電纜上表面電場強度為E2 ,根據(jù)高斯通量定理，有

【文檔編號】G01R31/12GK103558531SQ201310585205
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】朱文滔, 羅向源 申請人:廣東電網(wǎng)公司佛山供電局