一种基于力电耦合参数的车载EPR电缆绝缘老化评估方法

本发明属于电缆绝缘老化评估领域，具体涉及一种基于力电耦合参数的车载epr电缆绝缘老化评估方法。

背景技术：

1、近十几年来，轨道交通建设改造进程加快，多种电力设备投入运行使用，极大提升了列车的运载能力，同时也对列车的安全运行和车载供电环节提出了更加严格的要求。自乙丙橡胶(ethylene propylene rubber，epr)材料研制以来，凭借优异的电气、化学、力学等特性受到众多电气领域专家学者认可，并广泛应用于电力机车和高铁列车中，成为电能稳定传输的主要通道。由于列车运行地区跨度广，环境具有复杂性与多样性性，在运行过程中强电、强热、强应力以及外部环境中潮湿、化学等因素往往对epr电缆产生综合作用影响，随着运行时长的增加，电缆会发生老化现象，严重时会引发水树、电树、局部放电等缺陷故障，在绝缘层部位的老化现象会加速缩短电缆的使用寿命，影响列车的安全稳定运行。因此对epr电缆绝缘层的老化程度进行合理评估，具有极大的工程意义和经济价值。

2、本发明应用对象为车载epr电缆。目前，已有部分学者开展了对于epr老化状态的研究，但现有的现有老化程度评估大多基于单一电学或者力学参量进行数学及物理公式描述，而实际的老化现象为可在综合表现为多种参量的共同变化，故单一参量形成的理论模型难以准确描述实际老化现象，影响老化程度评估结果的可靠性。综上，现需要提出一种基于多种参量的评估手段，提高老化程度评估的准确性。本方法为一种基于力电耦合参数的车载epr电缆绝缘老化评估方法，该方法操作方法简单，通过测量电缆绝缘的断裂伸长率和介电损耗角正切值，并基于力电耦合参数实现对车载epr电缆绝缘层的老化程度评估。

技术实现思路

1、本发明为一种基于力电耦合参数的车载epr电缆绝缘老化评估方法，可针对长期运行的车载epr电缆绝缘层的老化程度进行正确评估。

2、本发明的技术方案如下：

3、第一步：测量epr电缆绝缘层的断裂伸长率

4、使用冲压工具对待测的epr电缆绝缘层老化部位进行裁切，制作长为15cm，厚度为5mm的哑铃型样片5个，分别固定于拉伸试验机，以200mm/min的拉伸速率进行测试，测试结果记为δ1、δ2、δ3、δ4、δ5，

5、第二步：测量epr电缆绝缘层的介电损耗角正切值

6、在epr电缆绝缘层待测部位进行取样，裁切处厚度为2mm，直径为2cm的圆形样品2个，使用宽频介电谱仪测量样片的介电损耗角正切值，测试频率分别为10-2、10-1、100、101、102hz，测试电压为200v，测试结果记为td11、td12、td13、td14、td15、td21、td22、td23、td24、td25，

7、第三步：计算epr电缆绝缘层的力电耦合参数

8、

9、其中，tdi(i＝1,2,3,4,5)为两个样片在测试频率10-2、10-1、100、101、102hz下的测量的均值，

10、第四步：根据epr电缆绝缘层的力电耦合参数评估电缆绝缘老化程度

11、若γ≥2.54，则被测电缆护层为轻度老化；

12、若0.52≤γ＜2.54，则被测电缆护层为中度老化；

13、若0≤γ＜0.52，则被测电缆护层为严重老化，

14、本发明的有益效果在于，通过测量车载epr电缆绝缘的断裂伸长率和介电损耗角正切值，获得epr电缆绝缘老化后在力学性能和电学性能上的变化表征，计算力电耦合参数后，对epr电缆绝缘层老化程度进行合理评估，本方法简单高效，可针对长期运行的车载epr电缆绝缘老化程度进行正确评估。

技术特征：

1.一种基于力电耦合参数的车载epr电缆绝缘老化评估方法，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种基于力电耦合参数的车载EPR电缆绝缘老化评估方法，包括以下步骤：测量EPR电缆绝缘层的断裂伸长率，测量EPR电缆绝缘层的介电损耗角正切值，计算EPR电缆绝缘层的力电耦合参数，根据EPR电缆绝缘层的力电耦合参数评估电缆绝缘老化程度。本发明的有益效果在于：通过测量EPR电缆绝缘的断裂伸长率，介电损耗角正切值，获得EPR电缆绝缘老化后在力学性能和电学性能上的变化表征，进一步计算电缆护层的力电耦合参数，可以实现对车载EPR电缆绝缘的老化程度评估。本方法高效便捷，可针对长期运行的车载EPR电缆绝缘老化程度进行正确评估，评估结果可作为指导列车线路检修的参考，有效保障列车运行安全。

技术研发人员：王东阳,胡宇鹏,卢卓文
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4