[发明专利]一种全尺寸电缆活化能分析方法及系统

权利要求书

1.一种全尺寸电缆活化能分析方法，其特征在于，所述方法包括：

测量多个阶梯温度条件下待测电缆的电荷量，并依据测量得到的电荷量计算所述待测电缆的活化能；

其中测量电荷量的步骤包括：

将待测电缆的导体与电流积分器的高压输出端连接；

进行电流积分器不加压测试和积分电容测试，校准电荷量测量系统；

在多个阶梯温度条件下进行电荷量测试，获取动态电荷量、瞬时充电电荷量和加压时间结束时的电荷量；

其中计算活化能的步骤包括：

根据测量获得的瞬时充电电荷量和加压时间结束时的电荷量求解电荷量变化率，根据求解的变化率和测试时间得到松弛时间，计算松弛时间的公式为：

其中，Q₀为瞬时充电电荷量，nC；Q(300s)为加压时间结束时的电荷量，nC；t_m为测试时间，s；τ为松弛时间，s；

根据瞬时充电电荷量和电压求解所述待测电缆的电容，根据求解的电容和所述待测电缆的长度、直径、铜芯直径计算得到介电常数；

根据求解的松弛时间和介电常数计算得到电导率，计算电导率的公式为：

其中，ε₀为真空介电常数，8.854×e^-12；ε_r为相对介电常数；

根据求解的电导率满足阿伦尼乌斯经验公式计算得到活化能；

分析求解的活化能得到所述待测电缆不同温度条件下活化能随电压变化的规律。

2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述多个阶梯温度条件包括30℃、50℃、70℃、90℃以及110℃五个温度条件。

3.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，在多个阶梯温度条件下进行电荷量测试时，测试电压为1kV到4kV，步长为1kV，加压时间为300s，采样步长为2s。

4.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述待测电缆包括一根未老化全尺寸电缆和一根热老化全尺寸电缆，所述未老化全尺寸电缆和所述热老化全尺寸电缆分别连接所述电流积分器进行对比试验。

5.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，将电缆导体与电流积分器的高压输出端连接时，剥离待测电缆首尾两端一定长度的外屏蔽半导电层，外部缠绕铜箔并接地。

6.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，计算介电常数的公式为：

其中，L为整体电缆长度，mm；b为整体电缆的直径，mm；a为电缆铜芯的直径，mm；

计算活化能的公式为：

A为常数；k为玻尔兹曼常数，1.38×10^-23J/k；T为热力学温度，K；Ea为活化能，J。

7.根据权利要求6所述的分析方法，其特征在于，计算活化能的公式的两边取对数，得到：

其中，1/T与lnγ近似成线性关系，斜率的绝对值与玻尔兹曼常数的乘积即为活化能。

8.一种全尺寸电缆活化能分析系统，应用于权利要求1至7中任意一项所述的方法，其特征在于，包括电流积分器(1)、控温烘箱(2)、高压电源(3)、控制器(4)和数据采集处理模块(5)；

所述电流积分器(1)的输入端与所述高压电源(3)连接，所述电流积分器(1)的输出端通过高压线(6)连接至所述控温烘箱(2)箱体内的待测电缆；

所述数据采集处理模块(5)通过Opt光纤(7)连接至所述电流积分器(1)；

所述控制器(4)与所述高压电源(3)连接。

9.根据权利要求8所述的分析系统，其特征在于，所述电流积分器(1)与所述待测电缆之间串联一个电阻(8)。

10.根据权利要求8所述的分析系统，其特征在于，所述高压线(6)与所述待测电缆铜芯、所述高压线(6)与所述电流积分器(1)的连接处缠绕耐热绝缘胶带。