一种配电电缆冷缩中间接头的受潮诊断方法

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种配电电缆冷缩中间接头的受潮诊断方法。

背景技术

配电电缆通常敷设于积水的电缆沟道里或直埋于潮湿的土壤中，运行环境较为恶劣。如若中间接头安装过程中防水措施做得不到位或者防水性能较差，水分会在电场、热场的作用下向中间接头内部迁移，中间接头内部受到水分入侵的危害，从而导致绝缘性能降低，长期运行可能引发界面击穿或者故障。因此，在电缆发生不可逆转的故障之前，采用有效的方法技术对电缆中间接头受潮进行准确检测至关重要也是目前电力系统检修迫切的需求。目前电缆受潮常用的测试诊断方法有：绝缘电阻测试法、极化去极化电流法以及行波法。但是现有的技术手段主要是针对电缆受潮整体情况的测试，并不能诊断出是电缆本体还是电缆中间接头受潮。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的技术手段主要是针对电缆受潮整体情况的测试，并不能诊断出是电缆本体还是电缆中间接头受潮，目的在于提供一种配电电缆冷缩中间接头的受潮诊断方法，采用PDC测试方法得到的测试参数判断电缆是否受潮，对中间接头进行均匀加热，在外加温度变化的情况下，观察电容值的变化，从而实现配电电缆冷缩中间接头受潮的诊断，能够对受潮部位进行准确定位，提高了诊断精准性。

本发明通过下述技术方案实现：

一种配电电缆冷缩中间接头的受潮诊断方法，包括以下具体步骤：

获取待测中间接头样本，采用PDC测试方法对待测中间接头样本进行测试，获得第一判断数据，根据第一判断数据确定待测中间接头样本是否受潮；

对判定为受潮的中间接头样本进行加热，测试中间接头样本加热部分的电容值，获取加热温度与电容值的变化关系，确定中间接头样本具体受潮部位。

本发明通过获取待测中间接头样本，采用PDC测试方法对待测中间接头样本进行测试，获得第一判断数据，根据第一判断数据确定待测中间接头样本是否受潮；对判定为受潮的中间接头样本进行加热，测试中间接头样本加热部分的电容值，获取加热温度与电容值的变化关系，确定中间接头样本具体受潮部位。能够对受潮部位进行准确定位，从而实现配电电缆冷缩中间接头受潮的诊断，提高了诊断精准性。

进一步的，所述获取待测中间接头样本具体包括：获取冷缩中间接头，构建待测中间接头样本受潮模型。

进一步的，所述构建待测中间接头样本受潮模型包括：获取三组待测中间接头样本，每组包括三根样本：

第一组样本为未受潮样本；

第二组样本为受潮样本，其受潮程度为管内空间水量为20％；

第二组样本为受潮样本，其受潮程度为管内空间水量为100％。

进一步的，所述第一判断数据包括：三组样本的极化去极化电流、直流电导率及介质损耗因素正切值。

进一步的，所述根据第一判断获取具体步骤包括：

获取极化电流与去极化电流的平均值，结合恒定的极化电压和中间接头的几何电容，确定直流电导率；

根据直流电导率、真空介电常数、频率无穷时电容器的介电常数、电介质对电荷的束缚能力和有损耗的极化过程所带来的损耗，确定介质损耗因素正切值。

进一步的，所述计算步骤具体包括：

式中，ave(i

进一步的，所述对受潮的中间接头样本进行加热包括：

采用加热带对中间接头进行加热，对不同受潮程度的电缆中间接头外加不同温度，采用电桥测试不同温度下的电容值。

采用加热带可对电缆中间接头进行均匀加热，在外加温度变化的情况下，观察电容值的变化，从而实现配电电缆冷缩中间接头受潮的诊断。

进一步的，所述加热温度范围为25℃—85℃。

进一步的，所述加热温度与电容值的变化关系判定还包括：

电容值不随着外加测试温度升高而变化的电缆中间接头样本未受潮；

电容值随着外加测试温度升高而逐渐减小的电缆中间接头样本受潮。

进一步的，所述确定中间接头样本具体受潮部位包括：根据电容变化和中间接头被加热时中间接头处的产生的水汽进行定位。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、采用PDC测试方法得到的测试参数判断电缆是否受潮，对中间接头进行均匀加热，在外加温度变化的情况下，观察电容值的变化，从而实现配电电缆冷缩中间接头受潮的诊断，能够对受潮部位进行准确定位，提高了诊断精准性；

2、能在较短时间内诊断出电缆中间接头是否受潮，缩短了停电检修时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：

图1为本发明实施例中的诊断方法流程图；

图2为本发明实施例中的三组样本不同外加温度下的电容值曲线图；

图3为本发明实施例中的三组样本极化电流测试结果曲线图；

图4为本发明实施例中的三组样本去极化电流测试结果曲线图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

绝缘电阻数值的大小可以直接表征电缆整体绝缘性能状况，正常情况下，电缆整体的绝缘电阻一般在GΩ以上，如若电缆受潮，电缆的绝缘电阻会显著减小，甚至降低至MΩ级别。虽然绝缘电阻测试方法作为最基本的电缆绝缘性能诊断方法，能够简单快速地判断电缆整体绝缘状态，但是由于中间接头串联在电缆线路中，绝缘电阻测试无法辨别中间接头受潮导致的线路绝缘电阻下降问题。极化/去极化电流法(polarization anddepolarization current，PDC)属于时域介电响应法，通过测试被测电缆在极化与去极化时的电流响应来分析电缆的绝缘性能。PDC法因其测试回路简单且为无损检测方法，被广泛运用到电缆绝缘检测中。但该方法只能反映电缆系统绝缘整体受潮情况，无法判断引起绝缘劣化的原因是电缆本体受潮还是电缆中间接头受潮。行波测试目前主要包括时域反射法(time domain reflectometry，TDR)和频域反射法(frequency domain reflectometry,FDR)。时域反射法是向电缆注入脉冲信号，通过观察时域反射信号波形的极性信息以及振荡情况来判断电缆局部缺陷受潮情况的，但该方法存在高频成分少，定位精度不高的缺点。近年来，FDR法在电缆本体局部缺陷及接头受潮检测方面取到了非常广泛的研究。但水分的渗入是否会影响冷缩接头的电容参数，从而导致冷缩接头阻抗变化，目前尚缺乏相关研究。在采用行波法对受潮冷缩接头进行定位与诊断之前，必须对其受潮阻抗变化特性进行研究。实际上，当电缆中间接头受潮之后，一方面侵入水分的相对介电常数与冷缩接头所用材料有很大不同；另一方面水分的存在将导致局部电场畸变，这两方面因素将对接头电容产生较大影响，进而改变接头处特性阻抗。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种配电电缆冷缩中间接头的受潮诊断方法，包括以下具体步骤：

获取待测中间接头样本，采用PDC测试方法对待测中间接头样本进行测试，获得第一判断数据，根据第一判断数据确定待测中间接头样本是否受潮；

对判定为受潮的中间接头样本进行加热，测试中间接头样本加热部分的电容值，获取加热温度与电容值的变化关系，确定中间接头样本具体受潮部位。

本发明通过获取待测中间接头样本，采用PDC测试方法对待测中间接头样本进行测试，获得第一判断数据，根据第一判断数据确定待测中间接头样本是否受潮；对判定为受潮的中间接头样本进行加热，测试中间接头样本加热部分的电容值，获取加热温度与电容值的变化关系，确定中间接头样本具体受潮部位。能够对受潮部位进行准确定位，从而实现配电电缆冷缩中间接头受潮的诊断，提高了诊断精准性。

在一些可能的实施例中，获取待测中间接头样本具体包括：获取冷缩中间接头，构建待测中间接头样本受潮模型。

在一些可能的实施例中，构建待测中间接头样本受潮模型包括：获取三组待测中间接头样本，每组包括三根样本：

第一组样本为未受潮样本；

第二组样本为受潮样本，其受潮程度为管内空间水量为20％；

第二组样本为受潮样本，其受潮程度为管内空间水量为100％。

在一些可能的实施例中，第一判断数据包括：三组样本的极化去极化电流、直流电导率及介质损耗因素正切值。

在一些可能的实施例中，根据第一判断获取具体步骤包括：

获取极化电流与去极化电流的平均值，结合恒定的极化电压和中间接头的几何电容，确定直流电导率；

根据直流电导率、真空介电常数、频率无穷时电容器的介电常数、电介质对电荷的束缚能力和有损耗的极化过程所带来的损耗，确定介质损耗因素正切值。

计算步骤具体包括：

式中，ave(i

在一些可能的实施例中，对受潮的中间接头样本进行加热包括：

采用加热带对中间接头进行加热，对不同受潮程度的电缆中间接头外加不同温度，采用电桥测试不同温度下的电容值。

采用加热带可对电缆中间接头进行均匀加热，在外加温度变化的情况下，观察电容值的变化，从而实现配电电缆冷缩中间接头受潮的诊断。

在一些可能的实施例中，加热温度范围为25℃—85℃。每加热温升增加15℃测量1次。

在一些可能的实施例中，采用200W，型号ZLCP-02的加热带对三组样本中间接头处进行加热，加热到设置温度再保持15min，温度设置为室温25℃，40℃，55℃，70℃以及85℃，采用电桥测试不同加热温度下的电容值，测试电桥型号为TH2816，频率设置50Hz，得到三组样本在不同外加温度下的电容值如图2所示。

在一些可能的实施例中，加热温度与电容值的变化关系判定还包括：

电容值不随着外加测试温度升高而变化的电缆中间接头样本未受潮；

电容值随着外加测试温度升高而逐渐减小的电缆中间接头样本受潮。

在一些可能的实施例中，随着电缆中间接头外加测试温度的升高，电缆中间接头处的水分易变成水汽溢出，从而导致受潮的电缆中间接头样本电容值的变化，确定中间接头样本具体受潮部位可以根据电容变化和中间接头被加热时中间接头处的产生的水汽进行定位。

在一些可能的实施例中，电容值随着测试温度升高而逐渐变化的电缆中间接头样本其PDC测试的极化去极化电流、直流电导率、0.1Hz介损值等均较大，但当电容值随着测试温度升高变化并不明显时，其PDC测试的极化去极化电流、直流电导率、0.1H介损值变化也并不明显。

在一些可能的实施例中，运用极化去极化电流测试系统分别对第一组、第二组和第三组样本进行测试，得到三组样本极化去极化电流曲线如图3和图4所示。第一组样本及第二组样本极化电流与去极化电流曲线基本重合，而第三组样本极化电流与去极化电流数量级明显增大。采用公式(1)和(2)对三组样本的极化电流曲线与去极化电流曲线进行分析，得到三组样本的直流电导率及0.1Hz下介损值如表1所示。

表1三组样本的直流电导率及介损值

从表中可以看出第一组样本及第二组样本的直流电导率及0.1Hz下介损值相差不大，处在同一数量级，而第二组样本的直流电导率及0.1Hz下介损值明显增大，且远远大于第一组样本及第二组样本的直流电导率及介损值。采用PDC方法能得到电缆整体的绝缘性能，但是并不能准确诊断出电缆是否受潮。采用PDC测试方法，得到电缆是否整体受潮，如已整体受潮，则继续进行后续的实验。

实施例2

本发明公开了一种测量配电电缆不同受潮程度的中间接头在采用加热带提供不同外加温度的情况下电容值的变化，现有的技术手段主要是针对电缆受潮整体情况的测试，并不能诊断出是电缆本体还是电缆中间接头受潮，采用加热带可对电缆中间接头进行均匀加热，在外加温度变化的情况下，观察电容值的变化，从而实现配电电缆冷缩中间接头受潮的诊断。包括对三组电缆中间接头样本进行不同程度的受潮实验，得到未受潮电缆中间接头样本组，轻微受潮电缆中间接头样本组及严重受潮电缆中间接头样本组，利用PDC测试方法得到三组样本的极化去极化电流、直流电导率及介质损耗因素正切值，通过得到的测试参数判断电缆是否受潮。对三组样本采用不同外加温度使电缆中间接头温升到一定温度值，再测量不同温度下的电容值，则表现出未受潮电缆中间接头样本电容值不随着温度升高而变化；轻微受潮电缆中间接头样本电容值随着温度升高变化并不明显；而严重受潮电缆中间接头样本组的电容值则随着温度的增加逐渐减小。本发明能够诊断出电缆中间接头是否受潮，从而能够在一定程度上减少由于电缆中间接头受潮而引起的电缆故障，为电缆中间接头受潮检测提供一种新的思路和方法。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。