一種xlpe電纜絕緣老化狀態(tài)評(píng)估方法
【專利摘要】本發(fā)明專利涉及一種XLPE電纜絕緣老化狀態(tài)評(píng)估方法，它包括建立一種XLPE電纜絕緣加速老化試驗(yàn)裝置，模擬實(shí)際運(yùn)行中XLPE電纜絕緣層的老化情況，并通過測試分析加速老化試驗(yàn)前后XLPE電纜絕緣的介電及理化性能的變化，包括寬頻介損頻率譜、傅里葉紅外光譜，對(duì)其老化狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。
【專利說明】—種XLPE電纜絕緣老化狀態(tài)評(píng)估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及絕緣材料老化評(píng)估方法領(lǐng)域，尤其涉及新型的XLPE電纜絕緣老化狀態(tài)評(píng)估方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市和現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電力電纜由于其優(yōu)異的電氣性能和傳輸容量大、耐熱性好、易于彎曲、附件接頭簡單、安裝敷設(shè)方便等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于城市輸電線路和配電網(wǎng)中。在干燥環(huán)境中電纜絕緣的電氣性能十分優(yōu)越，然而電纜投入運(yùn)行后，必將受到電、熱、潮濕、機(jī)械、化學(xué)等因素的作用發(fā)生老化。目前我國運(yùn)行的35kV及以上高壓的XLPE電纜，有些已逐漸進(jìn)入電纜預(yù)期壽命的“中年期”。因此，如何評(píng)估這些XLPE電纜絕緣的老化狀態(tài),判斷應(yīng)在何時(shí)進(jìn)行更換,避免因電纜絕緣老化造成事故,成為了目前的一個(gè)重要課題。
[0003]對(duì)于XLPE電纜絕緣老化狀態(tài)評(píng)估方法，國外20世紀(jì)60年代就開始了關(guān)于XLPE電纜絕緣弱點(diǎn)檢出和老化檢測技術(shù)的研究，至今仍在不斷發(fā)展。日本是開展XLPE電纜絕緣老化檢測技術(shù)研究較早的國家。對(duì)于6kV級(jí)，檢測技術(shù)有非在線式和在線式。非在線式包括殘留電壓、反吸收電流、直流泄漏電流、電位衰減法，殘留電荷、直流電壓疊加法等。在線式包括直流成分、脈動(dòng)法，直流電壓疊加法等。XLPE電纜絕緣老化狀態(tài)評(píng)估研究國內(nèi)開展較晚，目前現(xiàn)場檢測XLPE絕緣老化還沒有公認(rèn)的可在電力部門推廣應(yīng)用的在線檢測技術(shù)及相應(yīng)設(shè)備，因此電纜絕緣老化狀態(tài)的數(shù)據(jù)積累較少，缺乏判別電纜老化的標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明建立了一種XLPE電纜絕緣加速老化試驗(yàn)裝置，模擬實(shí)際運(yùn)行中XLPE電纜絕緣層的老化情況。通過測試分析加速老化試驗(yàn)前后XLPE電纜絕緣的介電及理化性能的變化，包括寬頻介損頻率譜、傅里葉紅外光譜，對(duì)其老化狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。該方法可以成為電力公司進(jìn)行XLPE電纜老化狀態(tài)評(píng)估的重要檢測手段，為電力公司準(zhǔn)確評(píng)估電力電纜的老化狀態(tài)和運(yùn)行管理部門提高電力電纜的使用年限提供技術(shù)支撐，對(duì)提升XLPE電纜供電可靠性、降低運(yùn)行及維護(hù)成本有著重要意義。
[0004]目的
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種XLPE電纜絕緣老化狀態(tài)評(píng)估方法。
[0006]技術(shù)方案
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:建立一種XLPE電纜絕緣加速老化試驗(yàn)裝置，模擬實(shí)際運(yùn)行中XLPE電纜絕緣層的老化情況。通過測試分析加速老化試驗(yàn)前后XLPE電纜絕緣的介電及理化性能的變化，包括寬頻介損頻率譜、傅里葉紅外光譜，對(duì)其老化狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。
[0008]有益效果
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0010](I)建立了一種XLPE電纜絕緣加速老化試驗(yàn)裝置，能用來模擬實(shí)際運(yùn)行中XLPE電[0011]絕緣層的老化情況。
[0012](2)提供了一種對(duì)XLPE電纜絕緣的老化狀態(tài)進(jìn)行有效準(zhǔn)確評(píng)估的方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是XLPE電纜絕緣加速老化試驗(yàn)裝置；
[0014]圖2是老化前后XLPE試樣寬頻介損頻率譜圖；
[0015]圖3是老化前后XLPE試樣傅里葉紅外光譜圖；
[0016]最佳實(shí)施方式
[0017]電老化和熱老化是目前XLPE電纜絕緣老化最主要的因素，為了有效模擬實(shí)際運(yùn)行中XLPE電纜絕緣層的老化情況，建立了一種XLPE電纜絕緣加速老化試驗(yàn)裝置，如圖1所示，來制備試驗(yàn)用老化試樣，然后對(duì)其介電及理化性能進(jìn)行測試分析。本專利所述XLPE電纜老化狀態(tài)評(píng)估方法，實(shí)施步驟包括:制備老化試樣、測試?yán)匣昂笤嚇拥慕殡娂袄砘阅?。具體如下:
[0018]1.制備過程
[0019](I)取制備XLPE電纜的原粒料直接在平板硫化機(jī)上180°C、IOMPa壓力下熱壓3分鐘成片，厚度1_，室溫下自然冷卻，得到長度寬度均為200_的方形試樣。
[0020](2)將上述方形試樣加工成長度寬度均為50mm的方形試樣，置于兩個(gè)等直徑圓柱形電極之間。電極直徑為(25± l)mm,高約25mm,其邊緣倒圓成半徑為(3.0±0.2)mm的圓弧，上下電極準(zhǔn)確對(duì)中放置。上端圓柱電極緊貼在試樣表面并與高壓電源相連，背部電極接地。將電極連同試樣整個(gè)置于恒溫烤箱腔體中。
[0021](3)對(duì)試樣施加IOkV的工頻電壓，恒溫烤箱內(nèi)溫度設(shè)置為90°C，相繼進(jìn)行100h、200h、300h的電熱聯(lián)合老化試驗(yàn)后取出備用。
[0022](4)將試驗(yàn)所得試樣在無水乙醇中清洗，再進(jìn)行超聲清洗處理，去除表面雜質(zhì)的影響。2.測試實(shí)驗(yàn)
[0023](I)寬頻介損頻率譜測試
[0024]將制備得到的試樣在50°C恒溫箱內(nèi)干燥兩個(gè)小時(shí)后取出，并對(duì)試樣上下表面涂上導(dǎo)電銀膠，待導(dǎo)電銀膠干后進(jìn)行寬頻介損頻率譜測試。使用德國進(jìn)口的Novo ControlConcepts寬頻介電阻抗譜分析儀測試頻率在5*10_2?IO3Hz范圍內(nèi)變化時(shí)試樣的介質(zhì)損耗值，測試在室溫、真空條件下進(jìn)行，測試電壓為IkV交流電壓。得到結(jié)果如圖2所示，從圖中可以看出，不同老化時(shí)間的試樣其寬頻介損頻譜曲線有著明顯差異。隨著老化時(shí)間的增力口，XLPE試樣的介質(zhì)損耗值在整個(gè)頻譜上均有明顯增大，并且在IHz以下的低頻部分趨勢更為明顯。說明XLPE試樣的介損頻譜與其老化程度存在明顯的相關(guān)性。因此對(duì)介損頻譜的測量可以用來評(píng)估XLPE電纜絕緣老化狀態(tài)。
[0025](2)傅里葉紅外光譜
[0026]采用德國BRUKER公司的TENS0R-27型紅外光譜分析儀對(duì)試樣進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)中，對(duì)制成的50mmx50mm的方形試樣進(jìn)行紅外光掃描，實(shí)驗(yàn)結(jié)果由專用分析軟件OPUS-Viewer讀出。得到結(jié)果如圖3所示，從圖中可以看出，不同老化時(shí)間的試樣在波數(shù)1720CHT1和1600cm-1附近的吸收度有著明顯差異，這兩個(gè)波段分別對(duì)應(yīng)C = O鍵和C = C鍵，說明老化過程中發(fā)生了氧化和降解。隨著老化時(shí)間的增加，XLPE試樣在這兩個(gè)波段上的吸收度上均有明顯增大。說明XLPE試樣的紅外光譜與其老化程度存在明顯的相關(guān)性。因此通過對(duì)紅外光譜的測量也可以用來評(píng)估XLPE電纜絕緣老化狀態(tài)。
[0027]總之，本發(fā)明方法操作簡單，易于實(shí)現(xiàn)，可快速有效地對(duì)XLPE電纜絕緣的老化狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。
【權(quán)利要求】
1. 本發(fā)明專利涉及一種XLPE電纜絕緣老化狀態(tài)評(píng)估方法，它包括:建立一種XLPE電纜絕緣加速老化試驗(yàn)裝置，模擬實(shí)際運(yùn)行中XLPE電纜絕緣層的老化情況。
2.通過測試分析加速老化試驗(yàn)前后XLPE電纜絕緣的介電及理化性能的變化，包括寬頻介損頻率譜、傅里葉紅外光譜，對(duì)其老化狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK103439639SQ201310406594
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】杜伯學(xué), 薛程 申請(qǐng)人:天津?qū)W子電力設(shè)備科技有限公司