一种验证过渡接头可靠性的试验方法
【专利摘要】一种验证过渡接头可靠性的试验方法，涉及一种验证过渡接头可靠性的试验方法。目前没有一种对过渡接头的有效、准确的试验方法。本发明包括以下步骤：安装试验回路和模拟回路；确定控温电缆；对试验回路进行负荷循环试验；对试验回路进行直流叠加操作冲击电压试验；进行直流叠加雷电冲击电压试验；试验后检查。本技术方案通过对模拟回路的温度监控，实现对试验回路的电线温度准确控制，提高过渡接头可靠性的试验准确性。且确定控温电缆，有利于提高试验的安全性，使试验能够顺利进行。
【专利说明】
一种验证过渡接头可靠性的试验方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种验证过渡接头可靠性的试验方法，尤其指一种验证油纸绝缘电缆与交联绝缘电缆过渡接头可靠性的试验方法。
【背景技术】
[0002]上个世纪，国际、国内输电工程中大量使用油纸绝缘电(海)缆，但随着交联聚乙烯绝缘电缆技术的不断发展，以其安装维护方便、运行安全可靠等优势逐步取代油纸绝缘电缆，油纸绝缘电缆也随之逐步趋于停产状态。而目前仍在运行的大量油纸绝缘电缆难免会产生各种各样的故障，故障发生后面临无缆可用的风险。
[0003]油纸绝缘电缆与交联绝缘电缆过渡接头为油纸绝缘电缆工程的抢修提供了新的解决途径，一旦油纸绝缘电缆出现故障，可用该接头实现油纸绝缘电缆和交联绝缘电缆的转换联接，保证输电线路安全可靠地运行。
[0004]国际大电网会议(CIGRE)针对油纸绝缘电缆和交联绝缘电缆分别制订了电气试验标准，标准ELECTRA 189b规定了额定电压SOOkV及以下油纸绝缘直流电缆及其附件的试验方法，标准CIGRE TB 496规定了额定电压500kV及以下挤包绝缘直流电缆系统的试验方法，然而针对油纸绝缘电缆与交联绝缘电缆过渡接头尚缺少系统的试验方法。过渡接头将油纸绝缘电缆和交联绝缘电缆联接在一起组成混合电缆系统，单独使用油纸绝缘电缆试验标准ELECTRA 189b或交联绝缘电缆试验标准CIGRE TB496并不可取，而应综合两者的内容并结合线路实际运行情况确定科学、合理的试验方法。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种验证过渡接头可靠性的试验方法，以达到对过渡接头可靠试验的目的;为此，本发明采取以下技术方案。
[0006]—种验证过渡接头可靠性的试验方法，包括以下步骤:
[0007]I)安装试验回路和模拟回路;按“干式终端+交联绝缘电缆+过渡接头+油纸绝缘电缆+过渡接头+交联绝缘电缆+干式终端“的方式安装试验回路;将油纸绝缘电缆和交联绝缘电缆对接组成模拟回路，模拟回路的油纸绝缘电缆和交联绝缘电缆均安装多个热电偶以测量导体温度，通过穿心变压器给试验回路电缆和模拟回路电缆加热，同时采集模拟回路导体温度，采集过程中始终保持试验回路和模拟回路电流值相等，从而起到间接控制试验回路电缆温度的作用；
[0008]2)确定控温电缆;控温电缆的选取原则为:对模拟回路加载电流，若油纸绝缘电缆的导体稳态温度达到其最高设计值，而交联绝缘电缆的导体稳态温度尚未达到，则选取油纸绝缘电缆作为控温电缆;否则，选取交联绝缘电缆；
[0009]3)对试验回路进行负荷循环试验，在进行负荷循环试验中，通过穿心变压器给试验回路电缆和模拟回路电缆加热，同时采集模拟回路导体温度，采集过程中始终保持试验回路和模拟回路电流值相等以起到间接控制试验回路电缆温度的作用；当电缆线路需要进行极性反转操作时，依次进行24h负荷循环试验、极性反转试验和48h负荷循环试验，否则，依次进行24h负荷循环试验和48h负荷循环试验;24h负荷循环试验和48h负荷循环试验在设定时间内导体温度不低于控温电缆的导体最高运行温度设计值；
[0010]4)对试验回路进行直流叠加操作冲击电压试验；
[0011]5)进行直流叠加雷电冲击电压试验；
[0012]6)试验后检查;解剖电缆、拆卸附件，用正常或矫正视力进行检查，如未发现影响电缆系统正常运行的劣化迹象，则认为该过渡接头已通过考核，可用于电缆线路检修。
[0013]在本技术方案中，通过对模拟回路的温度监控，实现对试验回路的电线温度准确控制，提高过渡接头可靠性的试验准确性。且确定控温电缆，有利于提高试验的安全性，使试验能够顺利进行。
[0014]作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。
[0015]在步骤3)中，对电缆线路需要进行极性反转的试验回路进行负荷循环试验时，包括以下步骤:
[0016]3011)进行总共16次的24h负荷循环试验；前8次循环进行负荷循环正极性电压试验，后8次循环进行负荷循环负极性电压试验;在加热阶段的至少最后2h，控温电缆的导体温度不低于最高运行温度设计值T。,.;
[0017]3012)进行总共8次的24h负荷循环+极性反转试验；首先从正极性电压开始，电压极性每24h负荷循环反转6次，其中一次反转应与24h负荷循环中负载电流的停止时间一致，极性反转应在2min内完成；在加热阶段的至少最后2h，控温电缆的导体温度不低于最高运行温度设计值Tc^max;
[0018]3013)进行总共3次的48h负荷循环试验;施加正极性直流电压+UT，每次试验的前24h加载电流进行加热，后面的24h自然冷却；在加热阶段的至少最后18h，导体温度不低于控温电缆的导体最高运行温度设计值Tc^ax。
[0019]在步骤3)中，对电缆线路不需要进行极性反转的试验回路进行负荷循环试验时，包括以下步骤:
[0020]3021)进行总共24次的24h负荷循环试验;每次试验的前Sh加载电流进行加热，后面的16h自然冷却;在加热阶段的至少最后2h，控温电缆的导体温度不低于最高运行温度设计值Tc,max;前12次循环进行负荷循环正极性电压试验，施加电压为+UT，后12次循环进行负荷循环负极性电压试验，施加电压为-Ut;不同极性的负荷循环试验之间允许存在一段有加热循环但不加电压的停顿时间，该停顿时间最短为24h;
[0021]3022)进行总共3次的48h负荷循环试验;施加正极性直流电压+UT，每次试验的前24h加载电流进行加热，后面的24h自然冷却；在加热阶段的至少最后18h，导体温度不低于控温电缆的导体最高运行温度设计值Tc^ax。
[0022]步骤4)的具体步骤包括:首先进行负极性直流叠加正极性操作冲击电压试验，在首个冲击试验前，控温电缆的导体温度已达到不低于Tc,max且已承受负极性直流电压-U。超过1h，保持直流电压，叠加正极性操作冲击电压连续10次，经叠加后波形的峰值电压范围为+Up2( ±3% );随后改变直流高压发生器的极性，施加正极性直流电压+U。超过10h，保持直流电压，叠加负极性操作冲击电压连续10次;每次冲击试验间隔不小于2min。
[0023]操作波的波形参数要求:峰值时间范围为250ys(±20%),半峰值时间范围为2500
ys( ±60%) ο
[0024]步骤5)的具体步骤包括:首先进行负极性直流叠加正极性雷电冲击电压试验，在首个冲击试验前，控温电缆的导体温度已达到不低于Tc,max且已承受负极性直流电压-U。超过1h，保持直流电压，叠加正极性雷电冲击电压连续10次，经叠加后波形的峰值电压范围为+Upl( ±3% );随后改变直流高压发生器的极性，施加正极性直流电压+U。超过10h，保持直流电压，叠加负极性雷电冲击电压连续10次;每次冲击试验间隔不小于2min。
[0025]雷电波的波形参数要求:波前时间范围为I?5μ%半峰值时间范围为50ys(土20%)，过冲率不超过10%。
[0026]在步骤I)安装试验回路和模拟回路时，每段油纸绝缘电缆和交联绝缘电缆的长度至少为8m。
[0027]模拟回路的油纸绝缘电缆和交联绝缘电缆均安装2-4个热电偶，相邻热电偶的安装间距不小于0.5m。设多个热电偶可以准确测温，避免单个热电偶失效后，造成测温不准确的情况发生，且热电偶分开设置，多处采样，可避免局部温度影响。
[0028]有益效果:在本技术方案中，通过对模拟回路的温度监控，实现对试验回路的电线温度准确控制，提高过渡接头可靠性的试验准确性。且确定控温电缆，有利于提高试验的安全性，使试验能够顺利进行;现对交联绝缘电缆和油纸绝缘电缆过渡接头可靠性的验证，证明其具有能满足预期使用条件的良好电气性能，从试验的角度验证了交联绝缘电缆在油纸绝缘电缆检修中的可行性和适用性。
【附图说明】
[0029]图1是本发明流程图。
[0030]图2是本发明安装试验回路结构原理图。
[0031 ]图3是本发明模拟回路结构原理图。
【具体实施方式】
[0032]以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明；
[0033]如图1所示，本发明包括如下步骤:
[0034]I)安装试验回路和模拟回路。按“干式终端1+交联绝缘电缆2+过渡接3头+油纸绝缘电缆4+过渡接头5+交联绝缘电缆6+干式终端7“的方式安装试验回路，如附图2所示，每段电缆的长度至少为Sm;将油纸绝缘电缆11和交联绝缘电缆12对接组成模拟回路，如附图3所示，每段电缆长度至少为Sm，每段电缆安装3个热电偶13以测量导体温度，热电偶13的安装间距应不小于0.5m。模拟回路用于通过穿心变压器14给试验回路电缆和模拟回路电缆加热，同时采集模拟回路导体温度，采集过程中始终保持试验回路和模拟回路电流值相等，从而起到间接控制试验回路电缆温度的作用。
[0035]2)确定控温电缆。控温电缆的选取原则为:对模拟回路加载电流，若油纸绝缘电缆的导体稳态温度达到其最高设计值，而交联绝缘电缆的导体稳态温度尚未达到，则选取油纸绝缘电缆作为控温电缆;否则，选取交联绝缘电缆。
[0036]3)判断电缆运行线路是否需要进行极性反转操作。如果不需要进行极性反转，则执行步骤4);否则，执行步骤5)?6)。
[0037]4)进行总共24次的24h负荷循环试验。每次试验的前Sh加载电流进行加热，后面的16h自然冷却；在加热阶段的至少最后2h，控温电缆的导体温度不低于最高运行温度设计值Tc,max。前12次循环进行负荷循环正极性电压试验，施加电压为+UT，后12次循环进行负荷循环负极性电压试验，施加电压为-Ut。不同极性的负荷循环试验之间允许存在一段有加热循环但不加电压的停顿时间，该停顿时间最短为24h。
[0038]5)进行总共16次的24h负荷循环试验。前8次循环进行负荷循环正极性电压试验，后8次循环进行负荷循环负极性电压试验。每循环的试验热条件与步骤4)相同。
[0039]6)进行总共8次的24h负荷循环+极性反转试验。每循环的试验热条件与步骤4)相同。首先从正极性电压开始，电压极性每24h负荷循环反转6次平均分配)，其中一次反转应与24h负荷循环中负载电流的停止时间一致，极性反转应在2min内完成。
[0040]7)进行总共3次的48h负荷循环试验。施加正极性直流电压+UT，每次试验的前24h加载电流进行加热，后面的24h自然冷却;在加热阶段的至少最后18h，导体温度不低于控温电缆的导体最高运行温度设计值Tc,max。
[0041 ] 8)进行直流叠加操作冲击电压试验。首先进行负极性直流叠加正极性操作冲击电压试验，在首个冲击试验前，控温电缆的导体温度已达到不低于Tc,max且已承受负极性直流电压-U。超过10h，保持直流电压，叠加正极性操作冲击电压连续10次，经叠加后波形的峰值电压为+Up2( ±3%);随后改变直流高压发生器的极性，施加正极性直流电压+U。超过10h，保持直流电压，叠加负极性操作冲击电压连续10次，经叠加后波形的峰值电压为-UP2( ±3%)。每次冲击试验间隔不小于2min，操作波的波形参数要求:峰值时间为250ys( ±20%)，半峰值时间为 2500ys(±60%)。
[0042]9)进行直流叠加雷电冲击电压试验。首先进行负极性直流叠加正极性雷电冲击电压试验，在首个冲击试验前，控温电缆的导体温度已达到不低于Tc,max且已承受负极性直流电压-U。超过10h，保持直流电压，叠加正极性雷电冲击电压连续10次，经叠加后波形的峰值电压为+upl( ±3%);随后改变直流高压发生器的极性，施加正极性直流电压+U。超过10h，保持直流电压，叠加负极性雷电冲击电压连续10次，经叠加后波形的峰值电压为-upl( ±3%)。每次冲击试验间隔不小于2min，雷电波的波形参数要求:波前时间为I?5ys，半峰值时间为50ys ( ± 20 %)，过冲率不超过10 %。
[0043]10)试验后检查。解剖电缆、拆卸附件，用正常或矫正视力进行检查，如未发现有电气劣化、泄露、腐蚀或有害的收缩等影响电缆系统正常运行的劣化迹象，则认为该过渡接头已通过考核，可用于电缆线路检修。
[0044]以上图1-3所示的一种验证过渡接头可靠性的试验方法是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。
【主权项】
1.一种验证过渡接头可靠性的试验方法，其特征在于包括以下步骤: 1)安装试验回路和模拟回路;按“干式终端+交联绝缘电缆+过渡接头+油纸绝缘电缆+过渡接头+交联绝缘电缆+干式终端“的方式安装试验回路;将油纸绝缘电缆和交联绝缘电缆对接组成模拟回路，模拟回路的油纸绝缘电缆和交联绝缘电缆均安装多个热电偶以测量导体温度，通过穿心变压器给试验回路电缆和模拟回路电缆加热，同时采集模拟回路导体温度，采集过程中始终保持试验回路和模拟回路电流值相等，从而起到间接控制试验回路电缆温度的作用； 2)确定控温电缆;控温电缆的选取原则为:对模拟回路加载电流，若油纸绝缘电缆的导体稳态温度达到其最高设计值，而交联绝缘电缆的导体稳态温度尚未达到，则选取油纸绝缘电缆作为控温电缆;否则，选取交联绝缘电缆； 3)对试验回路进行负荷循环试验，在进行负荷循环试验中，通过穿心变压器给试验回路电缆和模拟回路电缆加热，同时采集模拟回路导体温度，采集过程中始终保持试验回路和模拟回路电流值相等以起到间接控制试验回路电缆温度的作用；当电缆线路需要进行极性反转操作时，依次进行24h负荷循环试验、极性反转试验和48h负荷循环试验，否则，依次进行24h负荷循环试验和48h负荷循环试验;24h负荷循环试验和48h负荷循环试验在设定时间内导体温度不低于控温电缆的导体最高运行温度设计值； 4)对试验回路进行直流叠加操作冲击电压试验； 5)进行直流叠加雷电冲击电压试验； 6)试验后检查;解剖电缆、拆卸附件，用正常或矫正视力进行检查，如未发现影响电缆系统正常运行的劣化迹象，则认为该过渡接头已通过考核，可用于电缆线路检修。2.根据权利要求1所述的一种验证过渡接头可靠性的试验方法，其特征在于:在步骤3)中，对电缆线路需要进行极性反转的试验回路进行负荷循环试验时，包括以下步骤: 3011)进行总共16次的24h负荷循环试验;前8次循环进行负荷循环正极性电压试验，后8次循环进行负荷循环负极性电压试验;在加热阶段的至少最后2h，控温电缆的导体温度不低于最高运行温度设计值T。,.; 3012)进行总共8次的24h负荷循环+极性反转试验；首先从正极性电压开始，电压极性每24h负荷循环反转6次，其中一次反转应与24h负荷循环中负载电流的停止时间一致，极性反转应在2min内完成;在加热阶段的至少最后2h，控温电缆的导体温度不低于最高运行温度设计值T。,.; 3013)进行总共3次的48h负荷循环试验;施加正极性直流电压+UT，每次试验的前24h加载电流进行加热，后面的24h自然冷却;在加热阶段的至少最后18h，导体温度不低于控温电缆的导体最高运行温度设计值T。,.。3.根据权利要求1所述的一种验证过渡接头可靠性的试验方法，其特征在于:在步骤3)中，对电缆线路不需要进行极性反转的试验回路进行负荷循环试验时，包括以下步骤: 3021)进行总共24次的24h负荷循环试验;每次试验的前8h加载电流进行加热，后面的16h自然冷却；在加热阶段的至少最后2h，控温电缆的导体温度不低于最高运行温度设计值Tc,max;前12次循环进行负荷循环正极性电压试验，施加电压为+UT，后12次循环进行负荷循环负极性电压试验，施加电压为-Ut;不同极性的负荷循环试验之间允许存在一段有加热循环但不加电压的停顿时间，该停顿时间最短为24h; 3022)进行总共3次的48h负荷循环试验;施加正极性直流电压+UT，每次试验的前24h加载电流进行加热，后面的24h自然冷却;在加热阶段的至少最后18h，导体温度不低于控温电缆的导体最高运行温度设计值T。,.。4.根据权利要求1所述的一种验证过渡接头可靠性的试验方法，其特征在于:步骤4)的具体步骤包括:首先进行负极性直流叠加正极性操作冲击电压试验，在首个冲击试验前，控温电缆的导体温度已达到不低于Tc,max且已承受负极性直流电压-U。超过10h，保持直流电压，叠加正极性操作冲击电压连续10次，经叠加后波形的峰值电压范围为+Up2( ±3%);随后改变直流高压发生器的极性，施加正极性直流电压+U。超过10h，保持直流电压，叠加负极性操作冲击电压连续10次;每次冲击试验间隔不小于2min。5.根据权利要求4所述的一种验证过渡接头可靠性的试验方法，其特征在于:操作波的波形参数要求:峰值时间范围为250ys( ± 20%)，半峰值时间范围为2500ys( ±60%)。6.根据权利要求1所述的一种验证过渡接头可靠性的试验方法，其特征在于:步骤5)的具体步骤包括:首先进行负极性直流叠加正极性雷电冲击电压试验，在首个冲击试验前，控温电缆的导体温度已达到不低于Tc,max且已承受负极性直流电压-U。超过10h，保持直流电压，叠加正极性雷电冲击电压连续10次，经叠加后波形的峰值电压范围为+UP1( ±3%);随后改变直流高压发生器的极性，施加正极性直流电压+U。超过10h，保持直流电压，叠加负极性雷电冲击电压连续10次;每次冲击试验间隔不小于2min。7.根据权利要求6所述的一种验证过渡接头可靠性的试验方法，其特征在于:雷电波的波形参数要求:波前时间范围为I?5把，半峰值时间范围为50ys( ±20%)，过冲率不超过10%。8.根据权利要求1所述的一种验证过渡接头可靠性的试验方法，其特征在于:在步骤I)安装试验回路和模拟回路时，每段油纸绝缘电缆和交联绝缘电缆的长度至少为Sm。9.根据权利要求1所述的一种验证过渡接头可靠性的试验方法，其特征在于:模拟回路的油纸绝缘电缆和交联绝缘电缆均安装2-4个热电偶，相邻热电偶的安装间距不小于0.5m。
【文档编号】G01R31/00GK105911386SQ201610248719
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】俞恩科, 乐彦杰, 郑新龙, 丁小兵, 敬强, 高震, 甘纯, 陈国志, 张磊, 沈耀军
【申请人】浙江舟山海洋输电研究院有限公司, 国家电网公司, 国网浙江省电力公司舟山供电公司, 国网浙江省电力公司嵊泗县供电公司