专利名称：交联聚乙烯电缆附件的电热老化试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种交联聚乙烯电缆附件的电热老化试验装置，属于电缆的运行维护技术领域。
技术背景交联聚乙烯电缆凭借其优越的电气、机械性能以及制造工艺、安装过程的简便等原因，在城市电网建设过程中得到了广泛使用。在长期运行过程中，交联聚乙烯电缆及其附件绝缘逐渐发生老化，电气性能下降，最终导致绝缘击穿，严重影响了电力系统的运行稳定性。特别是电缆附件因本身结构、制作和安装工艺以及运行条件的复杂性，成为了电缆系统在实际运行中较为的薄弱环节。通常促使交联聚乙烯电缆附件绝缘老化的主要原因为高压电场下的电老化；导体电阻损耗带来的热老化；生产装配过程中的机械应力损伤；环境条件应力，如紫外辐射和水分腐蚀等。其中，电缆附件长期承受的电、热协同作用，是导致电力电缆在实际工作中发生绝缘老化的主要原因。因此，需要一种电缆附件电热共同老化的试验装置，有效模拟电缆附件运行时所承受的电、热应力，并能够对不同温度、电压类型、电压等级下的试品进行试验，并获取试验样品老化过程中的电流波形和局部放电信号数据，进而分析电缆附件的绝缘老化过程。由于试验变压器输出容量的限制，老化装置在通过试验变压器引入高压的同时，内部难以通过足以模拟真实负荷情况的大电流。因此，国内外老化试验装置的普遍设计思路为使用光照、弱电、外热等手段来加速绝缘材料、电气元件的老化，均难以实现针对电缆附件在高压强电场和电流热效应共同作用下其绝缘的老化加速。
发明内容本实用新型的目的是针对现有技术的不足而提供交联聚乙烯电缆附件的电热老化试验装置，其特点是在电热协同作用下的老化试验，模拟电缆附件实际运行中的工作状态。进行老化试验时，通过试验变压器弓丨入高压；同时通过电流互感器在装置内部产生大电流，二者结合有效的模拟试验电力电缆实际运行时所承受的电、热应力。本实用新型的目的由以下技术措施实现交联聚乙烯电缆附件的电热老化试验装置包括高压引入单元，试验回路单元和大电流发生单元三个功能部分，高压引入单元与试验回路单元连接，将高压引入至试验回路中；试验回路单元穿过大电流发生单元，形成磁场耦合，产生大电流；高压引入单元和大电流发生单元同时工作，实现在试验回路单元中施加高电压和通以大电流的目的。高压引入单元包括高压试验变压器、输入调压器一、保护电阻和高压无晕导线，高压试验变压器输入端与输入调压器一连接，改变输入端的电压类型和大小，相应地控制高压端输出电压，高压试验变压器高压输出端连接保护电阻，保护电阻将限制试验变压器的输出电流，对变压器进行过电流保护，保护电阻与无晕导线连接，无晕导线接头处为光滑的接线端子，将试验变压器产生的高压引入到试验回路。[0008]试验回路单元为四段交联聚乙烯电缆串联而成的“口”字形金属环路，包括电缆附件试验样本一和试验样本二及连接电缆一和连接电缆二，两组电缆附件试验样本一和试验样本二一端制成内部有典型安装缺陷的电缆附件，便于研究老化时典型安装缺陷在电热应力下的绝缘劣化过程，试验样本另一端分别插入电缆专用试验油终端中，试验油终端的使用将排除样本另一端在测量放电信号时引入电晕干扰；连接电缆一和连接电缆二将两组试验样本连接起来形成电流回路，连接电缆二穿过电流互感器中心，形成磁路上的稱合，回路中的连接部位使用高压接线端子连接，防止加压后的电晕放电。大电流发生单元包括穿心 式电流互感器和输入调压器二，穿心式电流互感器输入工频电压，原边线圈中流过电流,通过电磁感应原理在试验回路中产生电流,起到电流源的作用，对整个试验回路施加电流，其输入端电压受输入调压器二控制，改变输入电压的大小，相应地改变CT原边绕组中流过的电流大小，实现对试验回路电流的控制。本实用新型与同类电缆附件老化试验装置相比，具有如下优点(I)本实用新型模拟了电缆在工作在高电压大电流下所承受的电热应力，其中高压产生的强电场对电缆进行电老化，大电流流过电缆时产生的焦耳热对电缆进行热老化，二者相结合可以模拟真实工况下电缆附件所处的电热环境，加速XLPE电缆附件的绝缘老化。(2)改变试验变压器的输入可以进行不同电压类型、电压等级下样本电缆附件的老化试验，调节电流互感器的输入可以模拟电力系统中的负荷波动，同时可以通过测量单元获取试验样品电缆终端在老化过程中的局部放电信号。
图I为XLPE电缆附件电热老化试验装置示意图I、高压引入单元，2、试验回路，3、大电流发生单元，4、高压试验变压器，5、输入调压器一，6、保护电阻,7、高压无晕导线,8、电流互感器,9、输入调压器二。图2为XLPE电缆附件电热老化试验回路及信号测量示意图10、试验样本一，11、试验样本二，12、连接电缆一，13、连接电缆二，14、电缆附件，
15、试验油终端，16、电流表，17、温度红外成像仪，18、Rogowski线圈，19、超高频信号天线。
具体实施方式
下面通过实例对本实用新型进行具体描述，但不能理解为对本实用新型保护范围的限制。实施例如图I所示，交联聚乙烯电缆附件电热老化试验装置的结构包括高压引入单元I、试验回路2和大电流发生单元3的三个功能部分，高压引入单元I与试验回路单元2连接，将高压引入至试验回路中；试验回路单元2穿过大电流发生单元3，形成磁场耦合，产生大电流；高压引入单元和大电流发生单元同时工作，实现在试验回路单元中施加高电压和通以大电流的目的。如图I所示，高压引入单元I包括高压试验变压器4、输入调压器5、保护电阻6和高压无晕导线7，高压试验变压器输入端与输入调压器一 5连接，改变输入端的电压类型和大小，相应地控制高压端输出电压，试验变压器高压输出端连接保护电阻6，保护电阻为水电阻，按试验变压器输出的高压乘以限流电阻系数I Q /V选择其阻值，保护电阻将限制试验变压器的输出电流，对变压器进行过电流保护，保护电阻与无晕导线7连接，无晕导线接头处为光滑的接线端子，将试验变压器产生的高压引入到试验回路。如图2所示，试验回路单元2为四段长约120mm的YJV26/35型交联聚乙烯电缆串联而成的“口”字形金属环路，其中，包括两组电缆附件试验样本一 10和试验样本二 11及连接电缆一 12和连接电缆二 13，两组电缆附件试验样本一 10和试验样本二 11 一端制成内部有典型安装缺陷的电缆附件14，便于研究老化时典型安装缺陷在电热应力下的绝缘劣化过程，另一端分别插入电缆专用试验油终端15 中，试验油终端的使用将排除样本另一端在测量放电信号时引入电晕干扰；连接电缆一 12与连接电缆二 13将两组试验样本连接起来形成电流回路，其中连接电缆二 13穿过电流互感器8中心，形成磁路上的耦合，回路中的连接部位使用高压接线端子连接，以防止加压后的电晕放电。大电流发生单元3包括穿心式电流互感器8及其输入调节装置9，穿心式电流互感器输入工频电压，原边线圈中流过电流，通过电磁感应原理即在试验回路中产生电流，起到电流源的作用，对整个试验回路施加电流，其输入端电压受调压器9控制，改变输入电压的大小，相应地改变CT原边绕组中流过的电流大小，进而实现对试验回路电流的控制。为了监测交联聚乙烯电缆附件老化试验装置的老化状态，试验回路中在实施老化时，利用多种测试装置构成信号测试单元，如图2中所示，信号测试单元包括测量回路工作电流的电流表16，监测电缆附件表面温升的温度红外成像仪17，检测电缆附件局部放电的Rogowski线圈18,检测电缆附件局部放电超高频信号的超高频天线19。运行时，调节高电压试验变压器输入电压，使其输出额定高压。同时调节电流互感器的输入电压，使试验回路中产生约250A的电流。此时，交联聚乙烯电缆附件电热老化试验装置开始进行工作。
权利要求1.一种交联聚乙烯电缆附件的电热老化试验装置，其特征在于该试验装置包括高压引入单元(1)，试验回路单元(2)和大电流发生单元(3)三个功能部分，高压引入单元(I)与试验回路单元(2)连接，将高压引入至试验回路中；试验回路单元(2)穿过大电流发生单元(3)，形成磁场耦合，产生大电流；高压引入单元和大电流发生单元同时工作，实现在试验回路单元中施加高电压和通以大电流的目的。
2.如权利要求I所述交联聚乙烯电缆附件的电热老化试验装置，其特征在于高压引入单元(I)包括高压试验变压器(4)、输入调压器一(5)、保护电阻(6)和高压无晕导线(7)，高压试验变压器起高压发生的作用，其输入端接输入调压器一(5)，改变输入端的电压类型和大小，相应地控制高压端输出电压，高压试验变压器高压端连接保护电阻(6)，保护电阻将限制试验变压器的输出电流，对变压器进行过电流保护，保护电阻与无晕导线(7)连接，无晕导线将试验变压器产生的高压引入到试验回路。
3.如权利要求I所述交联聚乙烯电缆附件的电热老化试验装置，其特征在于试验回路 单元(2)为四段交联聚乙烯电缆串联而成的“口”字形金属环路，包括电缆附件试验样本一(10)和试验样本二(11)及连接电缆一(12)和连接电缆二(13)，两组电缆附件试验样本一及试验样本二一端制成内部有典型安装缺陷的电缆附件(14)，便于研究老化时典型安装缺陷在电热应力下的绝缘劣化过程，另一端插入电缆专用试验油终端(15)中，试验油终端的使用将排除样本另一端在测量放电信号时引入电晕干扰；连接电缆一(12)与连接电缆二(13)将两组试验样本连接起来形成电流回路,连接电缆二(13)穿过电流互感器中心,形成磁路上的耦合，回路中的连接部位使用高压接线端子连接，防止加压后的电晕放电。
4.如权利要求I所述交联聚乙烯电缆附件的电热老化试验装置，其特征在于大电流发生单元(3)包括穿心式电流互感器(8)及其输入调压器二(9)，穿心式电流互感器输入工频电压，原边线圈中流过电流,通过电磁感应原理在试验回路中产生电流,起到电流源的作用，对整个试验回路施加电流，其输入端电压受调压器二(9)控制，改变输入电压的大小，相应地改变CT原边绕组中流过的电流大小，实现对试验回路电流的控制。
专利摘要本实用新型公开了一种交联聚乙烯电缆附件的电热老化试验装置，其特点是该试验装置包括高压引入单元(1)，试验回路单元(2)和大电流发生单元(3)三个功能部分，高压发生单元(1)与试验回路单元(2)连接，将高压引入至试验回路中；试验回路单元(2)穿过大电流发生单元(3)，形成磁场耦合，产生大电流；高压引入单元和大电流发生单元同时工作，实现在试验回路单元中施加高电压和通以大电流的目的。
文档编号G01R31/00GK202794367SQ20122033786
公开日2013年3月13日 申请日期2012年7月12日 优先权日2012年7月12日
发明者黄华勇, 魏长明, 毛欣, 杨可, 刘明军, 周凯, 李旭涛, 万利 申请人:重庆市电力公司永川供电局