[发明专利]用于确定电缆绝缘的电气性质的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于确定或测量电力电缆(特别是高压交流电缆(HVAC)或高压直流(HVDC)电缆)的绝缘的电气性质(特别是电导率)的方法。

背景技术

HVDC或HVAC电缆的绝缘层的电导率或绝缘性能是电缆质量中最重要的参数之一。电缆中任何地方的绝缘的高电导率创建电缆的热逸溃和击穿的高风险。除了电导率的水平，电导率的分布(profile)也是很重要的问题。如果电缆的一些部分具有比其它部分更高的电导率，则具有较低电导率的部分中的电场将被加强并且这可能造成击穿。因为上面的原因，在获得关于电缆绝缘的电导率的水平和分布的信息方面有很高的兴趣。电缆的传统常规测试不会揭露有关于例如如绝缘的电导率的基本DC性质的可能问题。

当前两种方法被用于电导率的测量。一种是在绝缘材料被模制或压在电缆上之前通过挤压由绝缘材料制成平板样品，并且测量样品的电导率。在该方法中，由于样件不能与产生的绝缘层的横截面轮廓的任何确切地方有关，关于在产生的平板样品与电缆中的电导率的相似性的不确定性总是个问题。进一步地，由原材料制成的样品不反映制造过程对绝缘层的影响。因此通过这些方法获得的结果仅仅是参考性的。根据另一方法，电缆件的电导率通过测量在DC电压下电缆的泄漏电流来测量；该方法仅仅给出电缆的整体电导率而不是电导率分布。因为该方法要求测量很长长度的电缆，实现为在生产下的常规测量是很难的并且昂贵的。

WO 201112847公开了用于控制绝缘的电导率的方法。在该方法中球形样品取自原材料并且被压成对其可以执行测量的平板样品。该方法仅仅提供了原材料性质的指示，并且电缆绝缘的最终质量不能被评估。WO 2011057927是相同类型的方法。

WO 03046592公开了其中15kV的DC电压被施加在电缆的金属滤网与电缆样品的半导电层之间的方法。该方法要求长的样品，根据公布内容需要具有20m的长度的样品。

美国5416419公开了用于电力电缆的绝缘的劣化的方法。

发明内容

本发明的一个方面的目的是提供用于以简单的方式测试电力电缆的绝缘的至少一个电气性质的方法。

本发明实施例的另一目的是提供其中仅仅需要小的样品长度的电缆用于测试的方法。

本发明各种实施例的又一目的是提供其中样品可以在绝缘层的横截面之上的各种地方被取得并且样品的电导率被测量以获得关于电导率的水平和分布两者的信息的方法。

本发明实施例的进一步的目的是提供其中来自不同电缆的电导率水平可以被比较和使用的方法。新鲜的电缆、热处理的电缆和老化的电缆可以被测量以比较它们的电导率水平和分布。方法可以被用作常规或者样品质量控制测试。

最后，本发明提供了用于评估诸如接头材料或适配器之类的电缆附件的性质和质量以测量它们的电导率或介电常数的实施例。

根据本发明，平板样品从在电缆导体上制成的绝缘层中被取得。平板样品通过从电缆或电缆附件中重新得到样品来取得，该样品包括一定长度的至少一个绝缘层，并且至少一个绝缘样品由样品(17)制备。通过借助用于移除材料的方法从电缆或附件样品中切割圆形层来完成制备绝缘样品，该圆形层具有设定厚度并且在如下位置处被切割，即，该位置被定位在距电缆的中心轴线的期望从那里获得绝缘样品的这样的半径处。

根据一个实施例，多个绝缘样品在不同半径处从电缆样品中被切割。这使得能够对绝缘层的性质分布进行评估。

根据本发明的一个实施例，电缆样品从通过用于制造电缆的正常制造过程制成的绝缘层中取得。该实施例的目的是提供成品而不是原材料的信息。

根据本发明的另一实施例，平板样品通过从绝缘层中取得管状样品并且通过将其切开以提供平板样品来制成。该方法提供了制成恰好具有期望尺寸的样品的可能性。

根据本发明的又一实施例，样品通过在围绕电缆的中心轴线的期望的半径处切割片层来取得。该方法可以提供从绝缘层制成样品的简单且快速的方式。

根据本发明的一个实施例，样品通过利用模具的切割来制成。该方法提供了使样品制作容易标准化的方式。

根据本发明的一个实施例，电缆的样品长度小于600mm，并且优选在150到400mm的范围内。从而仅仅需要电缆的小样品。

本发明的实施例提供控制和监控电缆产品等的质量和性质的基本益处和可能性。

本发明背后的构思是从电缆的不同部分得到平板样品并且测量样品的电导率以获得关于电导率的水平和分布两者的信息。为了能够使用该方法，存在若干挑战。这些被考虑在本公开中。本发明的实施例涵盖取样、储存、测量和结果分析的整体程序。