[发明专利]一种有中继海底光缆绝缘电老化寿命评估方法

权利要求书

1.一种有中继海底光缆绝缘电老化寿命评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

样品制备：采用海底光缆作为样品进行试验，样本容量为m，每个样品一端去除绝缘，露出铜导体，制备至少3个样本；

电老化试验：

在水箱中注入人工海水，海水接地，将样品放入水箱中，两端露出水面；

样品的铜导体端连接直流高压发生器，试验电压设置为4倍工作电压；

在试验电压条件下持续保压，监测绝缘漏电流，直至漏电流增大，电压回落，记录下保压时间，即为样品在4倍工作电压下的电老化寿命；

将一组样本中的m个样品依次进行上述试验，得到m个样品在4倍工作电压条件下的电老化寿命；

将试验电压设置为5倍工作电压，换一组样本重复上述步骤，得到第二组样本中m个样品在5倍工作电压条件下的电老化寿命；

将试验电压设置为6倍工作电压，换一组样本重复上述步骤，得到第三组样本中m个样品在6倍工作电压条件下的电老化寿命；

数据处理：

海底光缆绝缘电老化累积击穿概率分布满足Φ(E,t)＝1-exp(-c×t^a×E^b)

式中，φ(E,t)为绝缘在电场强度E作用下持续时间t，绝缘发生击穿故障的概率；a、b、c为与绝缘材料\环境条件有关的常数；

海底光缆绝缘电老化寿命试验采用统计学的分级理论由样本估计总体，样本容量10以下取中值等级、95％等级和5％等级对应的等级表，其中，中值等级，即50％等级的含义为，海底光缆总体绝缘电老化失效的分配为，50％的总体在寿命低于中值下失效，50％的总体在寿命高于中值下失效，95％等级和5％等级含义同理；

将每个试验电压下m个样品的绝缘电老化寿命试验结果从小到大递增排列，并取自然对数；

三个等级表中样本容量为m的那列数据，设某个数据为φ，处理成

将每一个试验电压下，样品电老化寿命试验数据取自然对数后为横坐标，各等级数据为纵坐标，在坐标纸上描绘出所有数据点，每一组数据点基于最小二乘法拟合出一根直线，绝缘电老化累积击穿威布尔分布中时间的指数a基于中值等级、95％等级和5％等级的估计值取对应直线斜率的平均值；

计算样品在各个试验电压条件下的最大试验场强，将试验场强取自然对数作为横坐标，不同试验电压下各等级线截距作为纵坐标，将数据点描绘在坐标纸上，并采用最小二乘法对应每种等级线拟合出一根直线，绝缘电老化累积击穿威布尔分布中场强的指数b基于中值等级、95％等级和5％等级的估计值可取对应直线的斜率，绝缘电老化累积击穿威布尔分布中c基于中值等级、95％等级和5％等级的估计值可取对应直线的截距；

性能评估：

根据上述数据处理方法，得到基于中值等级估计的海底光缆绝缘电老化累积击穿威布尔概率分布表达式、基于95％等级估计的海底光缆绝缘电老化累积击穿威布尔概率分布表达式以及基于5％等级的海底光缆绝缘电老化累积击穿威布尔概率分布表达式；

计算工作电压下海底光缆绝缘最大场强，假设海底光缆设计寿命为25年，根据由以上步骤得出的海底光缆绝缘电老化累积击穿威布尔概率分布公式计算绝缘失效概率，可由此值评估整个海底光缆系统的绝缘电老化可靠性；

由上述步骤建立的海底光缆绝缘电老化累积击穿威布尔概率分布公式可用于指导绝缘设计，所述海底光缆绝缘电老化累积击穿威布尔概率分布公式包括基于中值等级估计的海底光缆绝缘电老化累积击穿威布尔概率分布表达式、基于95％等级估计的海底光缆绝缘电老化累积击穿威布尔概率分布表达式以及基于5％等级的海底光缆绝缘电老化累积击穿威布尔概率分布表达式，针对特定的海底光缆系统可由系统运行电压与系统设计寿命推算出满足特定绝缘失效概率的最大电场强度，并由此计算得出海底光缆的绝缘壁厚。

2.根据权利要求1所述的有中继海底光缆绝缘电老化寿命评估方法，其特征在于，所述样品长度为10m。

3.根据权利要求1所述的有中继海底光缆绝缘电老化寿命评估方法，其特征在于，优选的样本容量为10。

4.根据权利要求1所述的有中继海底光缆绝缘电老化寿命评估方法，其特征在于，所述样品一端露出铜导体的长度不短于5cm。