[发明专利]全尺寸高压直流电缆控温梯度下PEA空间电荷测量系统及方法

权利要求书

1.一种全尺寸高压直流电缆控制温度梯度下PEA空间电荷测量系统，其特征是包括：

直流电缆绝缘层温度梯度控制装置(2)，用于实现直流电缆PEA空间电荷测量时对电缆绝缘层温度梯度的控制；

电极系统(3)，用于直流电缆PEA空间电荷测量时注入高压脉冲；

PEA空间电荷测量装置(4)，用于利用PEA方法测量直流电缆绝缘层在控制温度梯度下的空间电荷；

外部测量控制装置(6)，用于将接收的光信号转换为电信号并进行记录和分析处理，显示空间电荷测量结果；

所述的直流电缆绝缘层温度梯度控制装置(2)具有一包围试验电缆(2-1)的密闭空间，所述的电极系统(3)连接在所述密闭空间内的试验电缆(2-1)上、通过导线连接密闭空间外的高压脉冲源(5)，所述的PEA空间电荷测量装置(4)连接在电极系统(3)上，所述的外部测量控制装置(6)位于密闭空间外并与PEA空间电荷测量装置(4)连接。

2.根据权利要求1所述的全尺寸高压直流电缆控制温度梯度下PEA空间电荷测量系统，其特征是：所述的直流电缆绝缘层温度梯度控制装置(2)包括：

形成密闭空间的温度和湿度调节装置外壳(2-3)，外壳上设有温度和湿度调节介质入口(2-2)、出口(2-4)以及试验电缆穿入、穿出孔，还有一可加热或冷却内储温度和湿度调节介质的储存容器，储存容器具有流出、流入口与所述的温度和湿度调节装置外壳(2-3)的入口、出口对应连接形成调节介质循环回路；

温度和湿度测量装置(2-5)，设在所述的温度和湿度调节装置外壳(2-3)内，测量结果由数据线引出；

试验电缆线芯导体加温装置(2-6)，穿套在试验电缆(2-1)的非测量区域处；

模拟电缆线芯导体加温装置(2-8)，穿套在一模拟电缆(2-7)上；

电缆线芯导体温度测量装置(2-9)，埋设在上述模拟电缆(2-7)内部；

所述的试验电缆测量区域指直流电缆去掉外护套而露出外半导电层的部分，试验电缆从内到外依次为电缆线芯导体(3-4)、电缆内半导电层(3-5)、电缆绝缘层(3-6)和电缆外半导电层(3-7)；所述的电极系统(3)的上电极设置在试验电缆测量区域的电缆外半导电层上；所述的模拟电缆(2-7)与试验电缆(2-1)为同种直流电缆；所述的试验电缆线芯导体加温装置(2-6)与模拟电缆线芯导体加温装置(2-8)通过自动控制台进行控制和调节，实现在直流电缆PEA空间电荷测量时对试验电缆线芯导体温度的实时控制。

3.根据权利要求2所述的全尺寸高压直流电缆控制温度梯度下PEA空间电荷测量系统，其特征是：所述的电极系统(3)包括：

一上电极(3-3)，为矩形铝合金电极，下表面中部设有三角形水平横向槽、横向槽的两侧分别开有竖向的通孔；

一对应的下电极(3-8)，为矩形铝合金电极，上表面中部设有圆弧形横向槽，横向槽的两侧分别开有竖向的通孔；

上、下电极合起后的中间横向槽用于容纳试验电缆；

双数数量的金属螺杆(3-2)，分别穿过上、下电极两侧竖孔后拧有螺母(3-1)连接上、下电极，通过螺母(3-1)调节上、下电极之间的距离，适应不同外径尺寸的直流电缆；所述的上电极(3-3)与高压脉冲源(5)相连。

4.根据权利要求3所述的全尺寸高压直流电缆控制温度梯度下PEA空间电荷测量系统，其特征是：所述的PEA空间电荷测量装置(4)包括：

压电传感器(4-10)，紧贴在所述的电极系统(3)下电极(3-8)底面，用于检测直流电缆绝缘中产生的声信号，并将声信号转换为电信号,所述的压电传感器采用新型复合压电材料偏氟乙烯和三氟乙烯共聚物P(VdF-TrFE)薄膜制作；

声信号吸收装置(4-11)，紧贴在所述的压电传感器(4-10)底面，用于声信号的吸收，以防止声信号发生反射；

放大器(4-13)，用于对压电传感器(4-10)输出的电信号进行放大；

电光转换装置(4-14)，用于接收放大器(4-13)的输出信号，并进行电光转换；

模拟光纤(4-15)，用于传输电光转换装置(4-14)输出的光信号；

屏蔽箱(4-12)，采用屏蔽性能良好的材料，用于屏蔽压电传感器(4-10)、声信号吸收装置(4-11)、放大器(4-13)和电光转换装置(4-14)，使上述设备免受外界电磁波干扰。