一种低压多芯电缆剩余寿命评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电气设备诊断技术领域，设及到低压多忍电缆的绝缘状态检测，特别 设及到一种低压多忍电缆剩余寿命评估方法。
【背景技术】
[0002] 随着工业自动化水平的不断提高，各种大型设备，如航天飞机、船舶军舰、火车地 铁、甚至普通汽车，内部的电缆网络规模日益增大。其内部电缆种类繁多，各类电源线、高低 频信号线混杂在一起，电气环境十分复杂，经常因为潮湿、腐蚀、高低溫等环境因素W及外 力作用的影响而发生短路、断线、绝缘老化等问题。运些电缆故障严重地影响了设备性能， 甚至可能会带来巨大的损失和灾难。
[0003]如果电缆绝缘性能达到老化末期，接近失效而未及时更换，不仅会造成电气设备 损坏，甚至会发生火灾或爆炸事故，严重的可能导致整个系统的崩馈，甚至带来生命危险。 如果电缆未达到老化寿命末期就提前更换，又会造成巨大的浪费。
[0004]目前，国内外还尚未出台更换电缆的通用标准，加之国内、国外电缆制作工艺及材 质的不同，很难借鉴，所W急需研究特定的电缆在使用过程中的相关数据，为电缆的更换提 供充分的依据。
[000引测量绝缘电阻值是发现电力设备是否有贯通的集中性缺陷、整体受潮或贯通性受 潮等缺陷的一种手段。对于良好洁净的绝缘体，无论绝缘体内或是表面的离子数都很少，电 导电流很小，绝缘电阻值很大。如果绝缘存在贯通的集中性缺陷，例如开裂、脏污，特别是受 潮W后，绝缘体的导电离子数会急剧增加，电导电流则明显上升，绝缘电阻会大幅度下降。 实践证明，绝缘电阻大小能灵敏的反映绝缘状态，有效地发现电缆的贯穿性缺陷，并与电缆 剩余寿命有着密切的关系。电缆的绝缘电阻值是研究绝缘材料的品质、特性和绝缘结构W 及电缆在各种运行条件下的使用性能等方面的重要参数。
[0006]申请人在先申请了一件中国专利，申请号为201410178517.X，公开了一种超小型 并行处理器电缆测试系统及测试方法。此测试系统可对多忍电缆进行在线监测，快速有效 的获取电缆的绝缘值。可W根据绝缘值对被测缆的绝缘情况进行判断，利用数据挖掘技术 找出电缆剩余寿命的发展规律，从而估算电缆剩余寿命。
【发明内容】
[0007]针对上述【背景技术】中存在的缺陷和不足，本发明提供一种低压多忍电缆剩余寿命 评估方法，达到较为准确而迅速的评估低压多忍电缆剩余寿命的目的。
[0008]为了实现上述技术方案，本发明采取如下技术解决方案：
[0009] -种低压多忍电缆剩余寿命评估方法，包括如下步骤：
[0010] 1)对低压多忍电缆样品的绝缘材料进行电缆工作时的模拟试验，给出关于低压多 忍电缆实际工作溫度的阿氏寿命评估方程.
[0011] 2)对低压多忍电缆绝缘材料进行模拟试验的同时测量低压多忍电缆绝缘材料的 绝缘值，获得基于电缆绝缘值的电缆剩余寿命方程和电缆寿命终止时的绝缘电阻值；
[0012] 3)对同种规格的低压多忍电缆，根据阿氏寿命评估方程和电缆剩余寿命方程计算 电缆寿命，根据阿氏寿命评估方程的判定结果对电缆剩余寿命方程的结果进行验证；
[0013] 4)根据现场工程实施过程中测量得到的低压多忍电缆绝缘值，利用电缆剩余寿命 方程，对现场低压多忍电缆的剩余寿命做出估算。
[0014]进一步地，所述阿氏寿命评估方程如下：
[0015]
[0016]L=to/ZP〇 (1)
[0017] 式中，Τι为电缆导体的溫度化）；Pi为电缆导体在Τι溫度下的时间占一天时间的百 分比；To为老化溫度化）；to为在To溫度下的老化时间化）；Εο为电缆绝缘对应于设定的损坏 终点的活化能(eV);Po功电缆在To环境溫度下寿命与各个Τι工作溫度下电缆寿命之比;k为 玻尔兹曼常数，L为电缆的寿命值。
[001引
[0019]进一步地，选择电缆绝缘对应于设定的损坏终点的活化能Eo在60%的永久伸长率 时的活化能作为寿命终止时的参数。
[0020] 进一步地，所述电缆导体的溫度Ti，通过下式得到：
[0021 ]
(3)
[002引式中，P为电缆的载流量(A) ;Τ功电缆导体的溫度化）；Ta为环境溫度化）；D为介 质损耗溫升rC);下标为1的代表电缆在标称条件下的参数;下标为2的代表电缆的实际工 作参数，电缆工作的实际溫度Τι2由实测的载流量和环境溫度计算获得。
[0023] 进一步地，所述电缆寿命方程如下：
[0024] y=Aln(x)+B(2)
[0025] 式中，A、B分别为待定系数，X为多忍电缆绝缘值，y为电缆剩余寿命。
[0026]进一步地，根据阿氏寿命评估方程的判定结果减去电缆剩余寿命方程的结果，即 得到电缆使用年限，由实际使用年限与计算得到的电缆使用年限比较进行电缆剩余寿命方 程验证。
[0027]进一步地，所述步骤4)中，利用超小型并行处理器电缆测试系统对现场工程实施 过程中低压多忍电缆测量得到低压多忍电缆绝缘值。
[0028]相对于现有技术，本发明的有益效果在于:本发明提出的低压多忍电缆剩余寿命 评估方法可W在现场对多忍电缆的剩余寿命做出迅速而准确的评估，为多忍电缆的维修和 更换提供了充分的依据，大大节省了人力、物力和财力。
【具体实施方式】
[0029]下面结合具体实施方法对本发明做进一步详细说明。
[0030]本发明的技术方案是通过实验室结合现场测试的方法，对低压多忍电缆剩余寿 命进行评估，它包括如下步骤：
[0031] 1)对电缆样品的绝缘材料进行电缆工作时的模拟试验，其中环境溫度和载流量要 一致。模拟电缆工作过程，给出关于电缆实际工作溫度的阿氏寿命评估方程：
[0032]
[0033] L=to/ZP〇 (1)
[0034] 式中，Τι为电缆导体的溫度化）；Pi为电缆导体在Τι溫度下的时间占一天时间的百 分比；To为老化溫度化）；to为在To溫度下的老化时间化）；Εο为电缆绝缘对应于设定的损坏 终点的活化能(eV);Po功电缆在To环境溫度下寿命与各个Τι工作溫度下电缆寿命之比;k为 玻尔兹曼常数，L为电缆的寿命值。
[0035] 2)对电缆绝缘材料进行模拟试验的同时测量电缆绝缘材料的绝缘值，获得基于电 缆绝缘值的电缆寿命方程和电缆寿命终止时的绝缘电阻值，该寿命方程具有W下形式：
[0036] y=Aln(x)+B (2)
[0037] 式中，A、B分别为待定系数，与电缆绝缘材料及结构有关，X为多忍电缆绝缘值，Y为 电缆剩余寿命。
[0038]3)对同种规格的低压多忍电缆，根据公式（1)和公式(2)计算电缆寿命，根据公式 (1)的判定结果对公式(2)的结果进行验证：
[0039]L-y=电缆使用年限。
[0040] 4)在多忍电缆工作的过程中，电缆绝缘材料所运行的实际溫度是不可检测的，而 电缆绝缘材料的绝缘值是可现场检测的。因此，根据现场工程实施过程中测量得到的电缆 绝缘值，利用公式(2)的基于绝缘电阻值的寿命方程，即可迅速对现场电缆的剩余寿命做出 估算。
[0041]本发明在获得电缆剩余寿命方程的过程中遵循W下原则：
[0042] 1)选择电缆在60%的永久伸长率时的活化能作为寿命终止时的参数；
[0043]2)确定评估前的实验室老化试验的溫度和老化时间；
[0044] 3)确定电缆的工作环境溫度和电缆载荷电流；
[004引4)选择能反映电缆主要性能的参数作为考核的性能参数，此性能参数应该能灵敏 地反映电缆随热老化时间变化地规律，并且能够准确测试，试验数据具有良好的重复性。并 选定此项参数低于某一个值时，即为寿命终止临界值。本发明选择电缆绝缘材料的绝缘值 为参考指标。
[0046] 5)加速热老化时间的选择。