[发明专利]一种电缆终端绝缘表面过热的抑制及测评方法

摘要

本发明公开了一种电缆终端绝缘表面过热的抑制及测评方法。抑制方法包括对电缆终端各区域表面温度进行测量、估算电缆终端内部线芯温度、使用降温片进行抑制；测评方法则通过采集局部放电信息和表面温度信息，进行综合分析，进而判断出终端的绝缘状态等。本发明的有益效果在于，可高效、方便地对城市配电网用电缆终端绝缘表面过热现象进行抑制和测评，避免因电缆终端内热量过度集中而导致的终端爆炸问题，实现其可靠运行。

主权项

1.一种电缆终端绝缘表面过热的抑制及测评方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，对电缆终端(3)内绝缘管(40)各区域表面温度进行实时测量：电缆终端(3)经过铜质接头(1)与其他设备相连，正常运行，实时测量电缆终端(3)内绝缘管(40)内各区域表面的温度T₁、T₂、T₃、T₄、T₅、T₆、T₇、T₈、T₉、T₁₀；所述T₁、T₂、T₃、T₄、T₅的测量点位于电缆终端(3)内绝缘管(40)下表面，T₆、T₇、T₈、T₉、T₁₀的测量点位于电缆终端(3)内绝缘管(40)上表面；其中，T₁与T₆、T₂与T₇、T₃与T₈、T₄与T₉、T₅与T₁₀的测量点分别上下对置，且T₁与T₆的测量点邻近电缆终端(3)与铜质接头(1)的连接处，T₂与T₇、T₃与T₈、T₄与T₉、T₅与T₁₀的测量点逐渐远离电缆终端(3)与铜质接头(1)的连接处；第二步：估算电缆终端内部线芯温度；估算电缆终端(3)内部线芯温度，记为T_core,根据下式进行估算；设定电缆终端内部缆芯长期运行允许的内部最高温度值为T₀，若T_core>T₀，表明此时需要对测试中的电缆终端进行降温处理，上位机温度控制模块(43)动作，连通直流继电器(46)、警报器(44)，与直流继电器(46)和DC电源(47)相连接的第一半导体降温片(5)、第二半导体降温片(6)、第三半导体降温片(7)、第四半导体降温片(8)、第五半导体降温片(9)、第六半导体降温片(25)、第七半导体降温片(26)、第八半导体降温片(27)、第九半导体降温片(28)、第十半导体降温片(29)开始工作，对电缆终端进行降温处理；所述第一半导体降温片(5)、第二半导体降温片(6)、第三半导体降温片(7)、第四半导体降温片(8)、第五半导体降温片(9)位于电缆终端(3)下侧，第六半导体降温片(25)、第七半导体降温片(26)、第八半导体降温片(27)、第九半导体降温片(28)、第十半导体降温片(29)位于电缆终端(3)上侧，其中，第一半导体降温片(5)与第六半导体降温片(25)、第二半导体降温片(6)与第七半导体降温片(26)、第三半导体降温片(7)与第八半导体降温片(27)、第四半导体降温片(8)与第九半导体降温片(28)、第五半导体降温片(9)与第十半导体降温片(29)的测量点分别上下对置，且第一半导体降温片(5)与第六半导体降温片(25)在靠近电缆终端(3)与铜质接头(1)的连接处，其余则向着远离该连接处的方向均匀排列；重复第一步至第二步的检测过程，直至排除电缆终端异常热点故障，排除故障后直流继电器(46)、警报器(44)断开；否则，进行以下的判断步骤；第三步：评估电缆终端绝缘状态当警报器(44)始终处于工作状态，即警报状态时，将正极信号传输线(50)、负极信号传输线(51)与数字式局部放电测试仪(55)相连，采集电缆终端(3)在5个正弦周期(20ms)内的局部放电脉冲波形，分别记录下各个周期内电缆终端(3)的标准放电波形，分别记为f₁(k)，f₂(k)，f₃(k)，f₄(k)，f₅(k)，其中，f₁(k)，f₂(k)，f₃(k)，f₄(k)，f₅(k)均为采样点数‑脉冲电压值(k‑U)的序列，k＝1,2,…,1000，相邻采样点之间的采样间隔时间为2×10^‑2ms，U为脉冲电压值，单位为mV，根据测得的标准放电波形，通过以下步骤评估电缆终端的绝缘状态：3.1 根据下式，估算该放电波形所对应的波形阻尼参数α和形状参数χ；f_imax(k)＝max(|f_i(k)|),i＝1,2,...,1000                 (2)f_imin(k)＝min(|f_i(k)|),i＝1,2,...,1000                 (3)式中，f_imax(k)为第i个周期内，脉冲电压值的最大值，f_imin(k)为第i个周期内，脉冲电压值的最小值；3.2 根据下式，估算得到出现异常热点故障的电缆终端放电波形时域特征值θ₁和θ₂：式中，β为所使用电缆终端在20℃下的导体直流电阻值，单位为GΩ/m，该值可通过查询电缆终端出厂的型式试验报告得到；3.3 根据下式，得到用于表征绝缘过热电缆终端故障程度的状态系数γ：第四步：判定待测电缆终端的绝缘状态如下：当r1≤γ<r2时，电缆终端的绝缘层出现明显损伤，故障程度为中度，需进行实时监测；当γ≥r2时，电缆终端的绝缘层受到严重损伤，故障程度为重度，需进行停电检查。