技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高電壓試驗(yàn)與絕緣測試技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種不同激勵(lì)場下高壓電纜多尺度絕緣缺陷的電磁特征參量提取方法，適用于110kV（AC）或±100kV（DC）以上電壓等級擠出絕緣電力電纜。

背景技術(shù)

隨著我國城市電網(wǎng)的快速發(fā)展與升級改造，交聯(lián)聚乙烯（XLPE，以下簡稱交聯(lián)）電纜作為電力電纜工程主流產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于交流輸配電線路中。近十年來，交聯(lián)電纜敷設(shè)回路長度以超過15%的年平均增長率穩(wěn)步增長。高壓、超高壓交聯(lián)電纜線路已成為我國交流電網(wǎng)的重要組成部分。

相比于高壓交流輸電形式，高壓直流輸電具有許多優(yōu)點(diǎn)：造價(jià)成本低、線路損耗小、基本沒有無功功率、電力連接方便、容易控制和調(diào)節(jié)，尤其是在長距離輸電中直流電力系統(tǒng)已經(jīng)廣泛采用。與交流電力電纜相比，直流電力電纜具有下列優(yōu)點(diǎn)：絕緣的工作電場強(qiáng)度高，絕緣厚度薄，電纜外徑小、重量輕、制造安裝容易；介質(zhì)損耗和導(dǎo)體損耗低，載流量大；沒有交流磁場，有環(huán)保方面的優(yōu)勢。直流電纜產(chǎn)品中，與絕緣浸漬直流電纜相比，擠出型高壓直流電纜對環(huán)境污染小、耐熱性好、易維護(hù)、重量輕、長距離傳輸無需接頭。

目前，國際知名試驗(yàn)鑒定機(jī)構(gòu)如荷蘭的KEMA、意大利的CESI都擁有500kV及以下交流電力電纜的各項(xiàng)試驗(yàn)?zāi)芰ΑＤ壳半S著世界上直流電纜的發(fā)展，世界上知名的電力電纜試驗(yàn)室都在發(fā)展500kV及以下直流電纜的試驗(yàn)?zāi)芰Γ壳坝捎跊]有直流電纜的IEC標(biāo)準(zhǔn)而僅有CIGRE的推薦試驗(yàn)規(guī)范，因此國際上的直流電纜的試驗(yàn)考核技術(shù)和能力也不并成熟。CIGRE在2003年2月由第21.0l小組提出了一個(gè)《Recommendations?for?testing?DC?extruded?cable?systems?for?power?transmission?at?a?rated?voltage?up?lo?250?kV》推薦試驗(yàn)方法，但其推薦方法也只在工廠開發(fā)試驗(yàn)中提出了可進(jìn)行的試驗(yàn)條款，主要包括：負(fù)荷循環(huán)、重循環(huán)、極性反轉(zhuǎn)、零負(fù)荷、脈沖疊加試驗(yàn)，并無詳細(xì)的方法要求或規(guī)定。

相關(guān)研究表明，局部放電（Partial?Discharge，以下簡稱PD）作為電纜線路早期絕緣故障的主要表現(xiàn)形式，既是引起絕緣老化的主要原因，又是表征絕緣狀況的主要特征參量。從擠出絕緣電纜的介電特性而言，無論是交流高壓電纜還是直流高壓電纜，其內(nèi)部如絕緣氣隙、導(dǎo)體毛刺、半導(dǎo)電尖端、微孔雜質(zhì)等多尺度絕緣缺陷在不同形態(tài)的激勵(lì)電場（如工頻交流、直流、振蕩衰減波施加在電纜導(dǎo)體線芯與金屬套之間）作用下，只要缺陷部位由于空間電荷積聚，局部電場強(qiáng)度畸變至一定數(shù)值，必然激發(fā)局部放電，可作為高壓電纜的微觀絕緣缺陷宏觀特征參量。然而國內(nèi)外對于不同形態(tài)激勵(lì)場下高壓電纜多尺度絕緣缺陷的電磁特征參量如何用通用統(tǒng)一的技術(shù)方法提取，尚未見有關(guān)報(bào)道，制約了高壓擠出絕緣電纜絕緣品質(zhì)評價(jià)的有效性，不利于空間電荷機(jī)理研究、絕緣材料基礎(chǔ)研究、電纜質(zhì)量檢驗(yàn)測試、電纜線路狀態(tài)評價(jià)等工作開展。

有鑒于此，本發(fā)明提出一種不同激勵(lì)場下高壓電纜多尺度絕緣缺陷的電磁特征參量提取方法，以填補(bǔ)當(dāng)前國內(nèi)外高壓擠出絕緣電纜在不同激勵(lì)電場下宏觀特征參量——局部放電信號拾取方法缺失的現(xiàn)實(shí)問題，可指導(dǎo)電力設(shè)備質(zhì)量檢驗(yàn)測試機(jī)構(gòu)如何為電力系統(tǒng)用戶在不同激勵(lì)場下統(tǒng)一測評高壓擠出絕緣電纜絕緣品質(zhì)，同時(shí)促進(jìn)電纜制造商優(yōu)化提升產(chǎn)品質(zhì)量與性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是填補(bǔ)當(dāng)前國內(nèi)外高壓擠出絕緣電纜在不同激勵(lì)電場下宏觀特征量的電磁特征參量拾取方法缺失的現(xiàn)實(shí)問題，提出一種不同激勵(lì)場下高壓電纜多尺度絕緣缺陷的電磁特征參量提取方法，適用于110kV（AC）或±100kV（DC）以上電壓等級擠出絕緣電力電纜。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：不同激勵(lì)場下高壓電纜絕緣缺陷的電磁特征參量提取方法，其特征在于，包括如下步驟：

第一步驟，在電磁屏蔽實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，將高壓擠出絕緣電纜兩端安裝充氣式試驗(yàn)套筒后，通過高壓屏蔽引線與復(fù)合激勵(lì)電壓源相連；

第二步驟，在靠近電壓源的近端將電纜金屬套引出直接接地，在遠(yuǎn)離電壓源的遠(yuǎn)端將電纜外護(hù)套作環(huán)切處理，露出寬度L=10cm的金屬套圓柱面；

第三步驟，在金屬套圓柱面上繞包一層厚度d=0.5mm，寬度為l=10cm的金屬銅箔，銅箔接縫用氬弧焊接；?

第四步驟，將射頻信號同軸纜的芯線焊接至銅箔上，同軸纜屏蔽層直接接地；射頻信號同軸纜與高速寬帶示波器輸入通道相連；?

第五步驟，啟動(dòng)復(fù)合激勵(lì)電壓源，首先向高壓擠出絕緣電纜施加工頻交流激勵(lì)電壓，設(shè)置電壓源線性升壓；?