专利名称：电缆使用寿命检测方法
技术领域：
本发明涉及电力系统检测的技术领域，特别是涉及一种电缆使用寿命检测方法。
背景技术：
电缆的寿命研究一直是电力行业的关注焦点。在我国，电力电缆，特别是交联聚乙烯绝缘电力电缆的使用已有多年，运行时间在10年以上的高压交联电缆数量也已经很多，在部分地区，IlOkV交联电缆运行时间超过10年以上的长度有几百公里，而这些电缆由于出自不同的生产厂家以及不同的布设条件和运行条件等等，目前的质量情况和寿命状态也不尽相同。确切地了解这些电缆的质量状况对于电网的安全运行以及今后的电网规划意义非常重大。目前，对于交联电缆的寿命评定来说，虽然人们已经研究多年，而且已经有较多不 同的方法或手段。在非在线条件下评定交联电缆寿命可利用的方法大致可以分成以下两种电量法和非电量法。其中电量法又分破坏性方法和非破坏性方法，其中破坏性电量法，如耐压法、预击穿局部放电法；非破坏性电量法，如介电频谱法，残余电荷法，等温松弛退极化电流法，损耗电流谐波分量法等；非电量法，如热老化法、切片法、活化能法、热延伸变化率法、缺陷能态评估法、红外光谱等。但是每一种方法都有各自的优点和局限性，每种方法侧重的表征电缆寿命的参数不同，因此不同方法所评估的结果可能存在一定的偏差，导致检测结果不够准确。
发明内容
针对上述背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种能够更准确地测量电缆使用寿命的方法。一种电缆使用寿命检测方法，包括以下步骤在被测电缆的缆芯和屏蔽层之间施加极化直流电压，经过预定时间之后，对所述被测电缆进行退极化处理，并记录退极化过程中的等温松弛电流；根据所述等温松弛电流计算所述被测电缆的老化因子，根据所述老化因子对应的击穿电压计算所述被测电缆的第一使用寿命值；对所述被测电缆截取电缆试样，对所述电缆试样进行热老化处理，记录所述电缆试样的热老化失效时间和相应的老化温度，计算所述被测电缆在额定工作温度下的第二使用寿命值；在所述被测电缆的缆芯和屏蔽层之间施加逐级增加的电压，测量所述被测电缆的绝缘层的击穿电压，根据所述击穿电压计算所述被测电缆的第三使用寿命值；根据所述第一使用寿命值、所述第二使用寿命值和所述第三使用寿命值，计算所述被测电缆的平均使用寿命。本发明的电缆使用寿命检测方法中，分别通过三种不同的检测方式检测出电缆的寿命值测量电缆退极化过程中的等温松弛电流，计算老化因子，获得第一使用寿命值；对电缆试样进行热老化处理，测量热老化失效时间和相应的老化温度，获得所述被测电缆在额定工作温度下的第二使用寿命值；对被测电缆施加击穿电压，获得第三使用寿命值；并根据三个测得的使用寿命值，计算所述被测电缆的平均使用寿命。由于检测涉及的参数分别考虑了电极化、热老化和电击穿对电缆的使用寿命的影响，因此使测得的电缆使用寿命更加准确。
图I是本发明电缆使用寿命检测方法的流程示意图；图2是测量被测电缆的等温松弛电流的接线示意图；图3是测量被测电缆的等温松弛电流的等效电路图；图4为被测电缆进行热老化的DSC曲线示意图；
图5为被测电缆热老化失效时间和老化温度的关系示意图；图6是对被测电缆施加的逐级升压曲线示意图。
具体实施例方式请参阅图1，图I是本发明电缆使用寿命检测方法的流程示意图。所述电缆使用寿命检测方法，包括以下步骤S101，在被测电缆的缆芯和屏蔽层之间施加极化直流电压，经过预定时间之后，对所述被测电缆进行退极化处理，并记录退极化过程中的等温松弛电流；根据所述等温松弛电流计算所述被测电缆的老化因子，根据所述老化因子对应的击穿电压计算所述被测电缆的第一使用寿命值；S102，对所述被测电缆截取电缆试样，对所述电缆试样进行热老化处理，记录所述电缆试样的热老化失效时间和相应的老化温度，计算所述被测电缆在额定工作温度下的第
二使用寿命值；S103，在所述被测电缆的缆芯和屏蔽层之间施加逐级增加的电压，测量所述被测电缆的绝缘层的击穿电压，根据所述击穿电压计算所述被测电缆的第三使用寿命值；S104，根据所述第一使用寿命值、所述第二使用寿命值和所述第三使用寿命值，计算所述被测电缆的平均使用寿命。通过检测电极化、热老化和电击穿对电缆的使用寿命的影响参数，因此使测得的电缆使用寿命更加准确。采用多种检测手段对高压交联电缆及接头进行剩余寿命的评估，使检测结果更加全面、可靠，可以为今后高压电缆线路的维护、安全运行和改造提供有力依据。对于上述步骤S 101，请参阅图2及图3，图2与图3分别是测量所述被测电缆的等温松弛电流的接线图及等效电路图。其中，Ria与IW分别为电缆的内外半导电屏蔽层的单位体积电阻，在计算过程中可以忽略；RK与Uk分别为电缆绝缘的单位长度电阻与电容；R与L为电缆导体单位长度电阻与电感；RE为放电限流电阻；Rm为测量保护电阻。通过对图3中方框圈出的部分进行计算可得出绝缘老化对测得的电流的影响。其中，图中有三对等效的电容和电阻，分别对应着三种极化过程=Q11和Rdi对应于主体极化;CD2和Rd2对应于无定形与晶体界面的影响；CDjPRd3对应于由于老化造成的界面中的金属盐和水合离子的影响。所以可用三阶指数衰减函数对电缆的等温松弛电流进行拟合
权利要求
1.一种电缆使用寿命检测方法，其特征在于，包括以下步骤 在被测电缆的缆芯和屏蔽层之间施加极化直流电压，经过预定时间之后，对所述被测电缆进行退极化处理，并记录退极化过程中的等温松弛电流；根据所述等温松弛电流计算所述被测电缆的老化因子，根据所述老化因子对应的击穿电压计算所述被测电缆的第一使用寿命值； 对所述被测电缆截取电缆试样，对所述电缆试样进行热老化处理，记录所述电缆试样的热老化失效时间和相应的老化温度，计算所述被测电缆在额定工作温度下的第二使用寿命值； 在所述被测电缆的缆芯和屏蔽层之间施加逐级增加的电压，测量所述被测电缆的绝缘层的击穿电压，根据所述击穿电压计算所述被测电缆的第三使用寿命值； 根据所述第一使用寿命值、所述第二使用寿命值和所述第三使用寿命值，计算所述被测电缆的平均使用寿命。
2.如权利要求I所述的电缆使用寿命检测方法，其特征在于，在被测电缆的缆芯和屏蔽层之间施加极化直流电压，经过预定时间之后，对所述被测电缆进行退极化处理，并记录退极化过程中的等温松弛电流的步骤包括 对所述被测电缆进行预处理，将所述被测电缆电磁屏蔽；对所述被测电缆进行极化处理；对所述被测电缆进行瞬时短路处理；测量所述被测电缆的绝缘层上的等温松弛电流。
3.如权利要求2所述的电缆使用寿命检测方法，其特征在于，对所述被测电缆进行预处理的步骤包括 对包裹所述被测电缆两端的外屏蔽层剥离，对剥离后的电缆用无水乙醇清洗。
4.如权利要求2所述的电缆使用寿命检测方法，其特征在于，对所述被测电缆进行极化处理的步骤包括 对被测电缆一端绝缘，另一端接高压直流电源，其中，导体缆芯接正，外金属屏蔽接地。
5.如权利要求2所述的电缆使用寿命检测方法，其特征在于，对所述被测电缆进行瞬时短路处理的步骤包括 将极化后的所述被测电缆通过低电阻短路5s。
6.如权利要求I所述的电缆使用寿命检测方法，其特征在于，对所述电缆试样进行热老化处理的步骤包括 将所述电缆试样分成若干组，分别在预定的温度下进行热老化； 对所述电缆试样进行抗拉强度测试，检测老化程度； 延长连续热老化时间，直至预定的终点，其中，所述预定的终点为达到试样失效，或者被测参数变化达到预定程度。
7.如权利要求I所述的电缆使用寿命检测方法，其特征在于，在所述被测电缆的缆芯和屏蔽层之间施加逐级增加的电压，测量所述被测电缆的绝缘层的击穿电压的步骤包括 先对所述被测电缆施加一个基础电压，其中，所述基础电压在预计的击穿电压以下； 逐级增加施加的电压，直到所述被测电缆发生击穿，记录对应的击穿电压。
全文摘要
本发明提供一种电缆使用寿命检测方法，分别通过三种不同的检测方式检测出电缆的寿命值测量电缆退极化过程中的等温松弛电流，计算老化因子，获得第一使用寿命值；对电缆试样进行热老化处理，测量热老化失效时间和相应的老化温度，获得所述被测电缆在额定工作温度下的第二使用寿命值；对被测电缆施加击穿电压，获得第三使用寿命值；并根据三个测得的使用寿命值，准确确定所述被测电缆的平均使用寿命。由于检测涉及的参数分别考虑了电极化、热老化和电击穿对电缆的使用寿命的影响，因此使测得的电缆使用寿命更加准确。
文档编号G01R31/00GK102944777SQ20121042841
公开日2013年2月27日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者吴倩, 黄嘉盛, 黄云, 周凡, 刘刚, 叶晓君, 曹京荥 申请人:广州供电局有限公司, 华南理工大学