一种基于微波反射信号传递因子的10kVXLPE电缆绝缘老化状态评估方法

本发明涉及xlpe电缆绝缘老化状态评估领域，具体涉及一种基于微波反射信号传递因子的10kv xlpe电缆绝缘老化状态评估方法。

背景技术：

1、随着我国经济建设的迅速发展，社会对电能的需求量日益增长，同时对电能质量和供电可靠性的要求也越来越高。交联聚乙烯(xlpe)电缆因其优良的机械性能与电气性能，同时具有敷设安装方便、安全性较高等优点，广泛应用于城市电网、轨道交通等电力系统的电能传输。但随着电缆使用年限的增加，其绝缘介质不断老化，会导致电缆绝缘电阻降低和绝缘层泄漏电流增大，严重影响电缆的使用寿命。此外，若电缆绝缘老化严重，会导致局部电荷的大量积累，进而引起局部放电现象，并最终引发绝缘击穿，造成停电事故，对电力系统的安全性和经济性构成重大隐患。

2、目前，有关10kv xlpe电缆绝缘老化状态评估研究较少，没有广泛推广应用的检测方法，因此亟需一种用于评估10kv xlpe电缆绝缘老化状态的高效方法。本方法为一种基于微波反射信号传递因子的10kv xlpe电缆绝缘老化状态评估方法，该方法操作简单并能够通过提取的微波反射信号传递因子对xlpe电缆绝缘老化状态进行高效便捷评估，对保障电力电缆安全可靠运行、提高设备利用率等方面有着重要意义。

技术实现思路

1、本发明为一种基于微波反射信号传递因子的10kv xlpe电缆绝缘老化状态评估方法，用于对10kv xlpe电缆绝缘老化状态进行评估，具体包括以下步骤：

2、步骤1：对待评估电缆发射高频微波信号并测量反射波功率绝对值和反射系数

3、选取一根长度为l的10kv xlpe电缆为研究对象，记电缆护套层的外半径、电缆缆芯的半径、电缆绝缘层的外半径分别为rw、rn、rj；将发射天线与接收天线均放置于距离待评估电缆5cm处，并使用机械支架使两个天线保持45°固定夹角，利用高频微波信号源生成频率分别为20ghz、22ghz、24ghz、26ghz、28ghz、30ghz的微波信号，使微波信号通过发射天线射入电缆，并利用接收天线获取反射波，最终通过频谱分析仪检测反射波功率绝对值和反射系数，记反射波功率绝对值分别为：pdbm1、pdbm2、pdbm3、pdbm4、pdbm5、pdbm6，反射系数分别为：s11(1)、s11(2)、s11(3)、s11(4)、s11(5)、s11(6)；

4、步骤2：计算电缆畸变系数α

5、

6、其中，pdbmmax为测量的功率绝对值最大值，pdbmmin为测量的功率绝对值最小值；

7、步骤3：计算电磁扰动系数β

8、

9、其中，s11max为测量的反射系数最大值，s11min为测量的反射系数最小值；

10、步骤4：计算微波反射信号传递因子σ

11、

12、步骤5：通过微波反射信号传递因子σ评估xlpe电缆绝缘老化状态

13、当σ≤2.158时，目标xlpe电缆绝缘为轻度老化；

14、当2.158<σ≤6.532时，目标xlpe电缆绝缘为中度老化；

15、当σ>6.532时，目标xlpe电缆绝缘为严重老化。

16、本发明的有益效果在于：通过对xlpe电缆施加高频微波信号，利用接收天线获取反射波，并通过频谱分析仪检测反射波功率绝对值和反射系数，计算电缆畸变系数和电磁扰动系数，提取微波反射信号传递因子对xlpe电缆绝缘老化状态进行评估。本方法可以高效、安全地对10kv xlpe电缆绝缘老化状态进行准确评估，减少因电缆绝缘老化严重导致的停电故障，能够为运维人员评估电缆的服役性能提供指导意义，保障电网的安全运行。

技术特征：

1.一种基于微波反射信号传递因子的10kvxlpe电缆绝缘老化状态评估方法，其特征在于：

技术总结
本发明公开了一种基于微波反射信号传递因子的10kV XLPE电缆绝缘老化状态评估方法，包括以下步骤：通过高频微波信号源对待评估电缆发射不同频率的高频微波信号，测量高频微波信号在电缆介质中反射后的反射波功率绝对值和反射系数，分别计算待评估电缆的电缆畸变系数α、电磁扰动系数β、微波反射信号传递因子σ，通过微波反射信号传递因子σ评估电缆绝缘的老化状态。本发明的有益效果在于：通过对XLPE电缆施加高频微波信号，利用接收天线获取反射波，并通过频谱分析仪检测反射波功率绝对值和反射系数，计算电缆畸变系数和电磁扰动系数，提取微波反射信号传递因子对XLPE电缆绝缘老化状态进行评估。本方法可以高效、安全地对10kV XLPE电缆绝缘老化状态进行准确评估，减少因电缆绝缘老化严重导致的停电故障，能够为运维人员评估电缆的服役性能提供指导意义，保障电网的安全运行。

技术研发人员：王东阳,卢卓文,丁伟轩,蒋伟辉,周利军
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：2025/1/9