[发明专利]基于电流偏移系数的XLPE电缆绝缘水树枝老化状态评估方法

说明书

本发明公开了基于电流偏移系数的XLPE电缆绝缘水树枝老化状态评估方法，包括步骤：测量XLPE电缆的超低频差频响应电流、计算电流曲线各周期峰值电流及峰值时差、计算超低频差频响应电流偏移系数、计算绝缘状态评估参量并对电缆绝缘状态进行评估。本发明的有益效果在于：可便捷、高效、安全地对受潮电缆内部绝缘水树枝老化程度进行在线检测和评估，避免因受潮电缆绝缘严重劣化而导致的绝缘击穿，减少电缆故障造成的损失；为运维人员及时评估电缆的服役性能提供依据，可有效地保证电缆线路运行的可靠性，提高设备资产利用率，具有较高的经济意义和社会意义。

技术领域

本发明涉及电缆绝缘老化评估领域，具体涉及基于电流偏移系数的XLPE电缆绝缘水树枝老化状态评估方法。

背景技术

我国经济建设正快速发展，电能已经逐渐广泛运用于各个行业，电力设施的建设也在不断进行，日常的工作运转对电能的需求量日益增大，同时对电能的使用要求也越来越高。电力电缆是决定电力系统安全、稳定的重要因素。但电缆长期处在强电场、高温、潮湿环境下运行，在运行过程中易受到水分、潮气的侵入，在电场作用下导致绝缘材料内部出现水树枝，使得电缆内部电场集中，耐受能力降低，在一定条件下可转化为电树枝进而引发一定程度的绝缘缺陷，导致绝缘性能发生不可逆转的功能性退化，严重时会发生绝缘击穿事故，给电力系统安全稳定运行带来极大隐患。

目前，有关XLPE电缆绝缘的水树枝老化状态评估方法仍比较匮乏，没有广泛推广应用的便捷检测方法。因此亟需找到用于评估XLPE电缆绝缘水树枝老化状态的方法，为检修人员在线评估电缆的服役性能提供依据，对保障电力电缆安全可靠运行、提高设备资产利用率等方面有着重要意义。

发明内容

本发明为基于电流偏移系数的XLPE电缆绝缘水树枝老化状态评估方法，用于对受潮电缆内部绝缘水树枝老化程度进行评估，具体包括以下步骤：

步骤1：对XLPE电缆进行超低频差频响应电流测试：

将待评估的XLPE电缆接入差频检测系统，首先，使用阶梯升压法对电缆施加工频电压，从0kV开始以1kV/min的速度逐级升压至电压10kV；然后，调节低压信号源幅值及频率，使低压叠加源电压幅值为80V，频率输出为100Hz，记录产生的超低频差频响应电流波形曲线；

步骤2：记录各周期内电流峰值大小及峰值时差：

从电流曲线的第一个完整周期开始，测量低频响应电流曲线N(N≥10)个周期内的电流峰值，正半周电流峰值记为I_max1，I_max2，…，I_maxN，负半周电流峰值记为I_min1，I_min2，…I_minN，并记录对应周期内的峰值时差t₁，t₂，…，t_N；

步骤3：计算差频响应电流偏移系数A_d：

式中，I_maxk、I_mink分别为第k个周期内的电流最大值、最小值，k∈[1,N]；

步骤4：计算绝缘水树枝老化状态评估参量σ：

式中，e为自然常数，t_max、t_min分别为所有周期峰值时差的最大、最小值，A_d为电流偏移系数，t_a、t_a+1分别为第a、a+1周期内的峰值时差，a∈[1,N-1]；

步骤5：使用评估参量σ评估电缆绝缘水树枝老化状态。