[发明专利]一种有中继海底光缆绝缘电老化寿命评估方法

说明书

本发明公开了一种有中继海底光缆绝缘电老化寿命评估方法，包括以下步骤：样品制备、电老化试验、数据处理和性能评估，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。通过上述方式，本发明所述的有中继海底光缆绝缘电老化寿命评估方法，建立了绝缘电老化寿命试验模型，给定了试验方法、环境条件、试验样本、试验样品的处理方法，可以指导典型有中继海底光缆的绝缘电老化寿命试验，得出了海底光缆绝缘电老化累积击穿威布尔概率分布，并指导典型有中继海底光缆绝缘设计。

技术领域

本发明涉及海底光缆技术领域，特别是涉及一种有中继海底光缆绝缘电老化寿命评估方法。

背景技术

有中继海底光缆系统可以通过中继器进行光信号放大，从而实现超长距光信号传输。中继系统需由岸基通过海底光缆进行远端供电，随着跨洋海底光缆通信系统传输距离不断加大，通信容量不断提高，典型的跨太平洋海底光缆通信系统，通信跨距超过10000公里，光纤容量达到16纤对32芯，使得海底光缆上运行的直流电压等级越来越高，已超过15千伏，达到18千伏，甚至20千伏。海底光缆需在此条件下稳定运行25年，这对海底光缆的绝缘可靠性提出了极为苛刻的要求，一旦发生绝缘故障，将导致整个系统无法工作，并带来巨大的维修成本。因而，在海底光缆正式运营前对其进行绝缘可靠性评估变得尤为重要。

业界传统的试验方法是依据ITU-976标准中绝缘加速老化反幂定律T*Vn＝C，其中T为绝缘电老化寿命，V为电压，C为常数，n为绝缘电老化寿命指数，由海底光缆系统实际运行电压及可靠性寿命，设计出试验电压及该电压下的绝缘寿命接受标准，存在如下缺陷：

(1)绝缘加速老化反幂定律中未针对特定运行条件下的海底光缆指明绝缘电老化寿命指数n，业内通常选取的4.75不仅误差很大，甚至会误导对绝缘电老化寿命的评估；

(2)采用提高电压加速电老化时，未给定合理的试验电压范围，若为了降低试验时间而过高提升试验电压，会导致过高的试验场强，使得绝缘的老化机理发生质的变化，得出的试验结果用以评估正常工作电压下绝缘电老化寿命误差较大；

(3)绝缘性能测试结果具有较大的分散性，一般认为特定条件下绝缘电老化寿命具有统计学规律，业界传统的试验方法未明确如何采用样本估计总体。

因此亟待基于现有理论建立起完备的有中继海底光缆绝缘电老化寿命试验模型及评估方法。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种有中继海底光缆绝缘电老化寿命评估方法，针对业界传统的海底光缆绝缘电老化试验方法的不足，基于绝缘电老化累积击穿威布尔分布规律，统计学试验与分析方法，设计出完备的有中继海底光缆绝缘电老化寿命试验模型与评估方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种有中继海底光缆绝缘电老化寿命评估方法，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；