[发明专利]一种检测XLPE电缆绝缘性能的装置及方法

说明书

本发明公开了一种检测XLPE电缆绝缘性能的装置及方法，装置包括DTS测温仪器、测温光纤、透明测试箱、电缆样本、蓄水池、增压泵和温控装置，首先选择同批次同型号电缆作为电缆样本，在电缆样本制作过程中将测温光纤预埋在缆芯层和绝缘层之间，然后将电缆样本安装在透明测试箱内，通过增压泵将蓄水池内的染料水送往透明测试箱，通过温控装置控制染料水的温度，通过DTS测温仪器和测温光纤检测电缆样本内部温度变化，通过温度异常点定位水树枝发生点，对水树枝发生点进行切片观察染料尺寸和数量，来诊断电缆水树枝的发展程度，对电缆抗水树能力进行综合评估。本发明实现了对水树枝发生点的快速定位，大大提高了试验效率，降低了试验成本。

技术领域

本发明属于输电领域，涉及一种综合管廊电缆绝缘检测技术，具体涉及一种检测XLPE电缆绝缘性能的装置及方法。

背景技术

随着城市用电量的增大，用电安全成为老生常谈的话题。据统计，电缆的事故大多是由于电缆本体或电缆头附件绝缘老化所引起，或者在与机械应力、热以及化学等因素的共同作用下导致电缆绝缘材料的特性发生不可逆转的改变，影响到绝缘性能，最终发展成为绝缘故障。运行及研究结果表明，XLPE电缆绝缘破坏主要源于树枝状老化，含有水分的绝缘中微孔群呈树枝状，延伸发展到影响绝缘性降低进而击穿的形态，由于电缆制造技术的进步，水树枝现象引起的老化在XLPE电缆中有所减少，但由于有残留的水存在，仍有很小的水树在电缆绝缘中发生。不同的电缆设计寿命和抗水树能力会导致电缆成本的较大差异，厂家可能会牺牲寿命和抗水树能力来降低成本，导致入网电缆质量难以保证，远未达到预期使用寿命。入网电缆的质量不高给后期运行维护造成了很大的压力，增加了巨大的运维成本投入，且后期的运行风险不可控。

当前国内外识别XLPE电缆抗水树性能的方法主要有对比法、加速老化法、培养水树枝法，对比法通过对比电缆原材料生产厂商提供的相关抗水树电缆原材料的标准红外光谱，这种方法存在明显的局限性；加速老化法对电缆试样进行热处理，在试验电压下加速老化，试验结束对水树进行检查和计数，采用该方法的弊端在于试验周期长，无法对XLPE电缆抗水树性能进行快速检测。培养水树枝法通过针电极在电缆绝缘试样上直接培养水树枝并用显微镜观察，测试水树枝生长的长度，这种方法不便应用于在工程上检测和评估XLPE绝缘材料的抗水树性能。所以本发明在已有检测技术的同时，提出一种能快速、精确地检测和评估电缆绝缘性能的装置及方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种检测XLPE电缆绝缘性能的装置及方法。本发明技术原理主要为XLPE电缆中水树枝的产生会引起电缆绝缘层温度场的变化，通过内置分布式光纤探测温度异常点和染料探针来判定水树枝的产生和位置。

为实现上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种检测XLPE电缆绝缘性能的装置，其特征在于：包括DTS测温仪器、测温光纤、透明测试箱、电缆样本、蓄水池、增压泵和温控装置，选择同批次同型号电缆作为电缆抗水树能力检测的电缆样本，在电缆样本制作过程中将测温光纤预埋在缆芯层和绝缘层之间，所述电缆样本安装在透明测试箱内，所述DTS测温仪器与电缆样本内预置的测温光纤相连，通过DTS测温仪器监测电缆样本的缆芯层表面温度，所述蓄水池内有染料水，所述增压泵的入口通过管道与蓄水池相连，出口通过管道与透明测试箱的进水口相连，所述透明测试箱通过回流管与蓄水池相连，通过增压泵往透明测试箱内供给设定温度的染料水，所述温控装置用于控制蓄水池内的染料水的水温。

进一步地，所述电缆样本从内至外依次包括缆芯层、测温光纤、XLPE绝缘层和保护层，所述测温光纤沿着电缆样本长度方向来回折型分布在缆芯层四周表面，并在电缆样本的一端预留尾纤。

进一步地，所述透明测试箱为有机玻璃箱，有机玻璃箱顶部设有能打开的玻璃盖，有机玻璃箱内设有用于固定电缆样本的电缆支架。

进一步地，所述透明测试箱采用低进高出，即透明测试箱底部设有与增压泵的相连的进水口，透明测试箱上部侧壁设有与蓄水池相连的的回水口。