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专利号: 2018109581588
申请人: 云南电网有限责任公司电力科学研究院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电缆整体绝缘受潮故障模拟与测试方法,其特征在于,包括以下的模拟及测试步骤:步骤1:电缆整体绝缘受潮故障模拟器的组装;

1.1 该受潮故障模拟器,包括故障模拟电缆(7),所述故障模拟电缆(7)包括由内到外呈同心圆结构的第一金属层(12)、第一半导电层(11)、乙丙橡胶绝缘层(10)、第二半导电层(9)、绝缘屏蔽层(8),分别对应电缆的缆芯层、内半导电层、绝缘层、外半导电层和绝缘屏蔽层;

1.2 该受潮故障模拟器还包括设置在所述故障模拟电缆(7)的一端的1号环形可调紧固器件(3),所述1号环形可调紧固器件(3)包括1号紧固绝缘带(14)、1号U型加宽紧固组件(15)和1号双紧固螺栓(13),1号紧固绝缘带(14)缠绕所述故障模拟电缆(7)后,使用1号U型加宽紧固组件(15)配合1号双紧固螺栓(13)进行紧密挤压和固定;

1.3 该受潮故障模拟器还包括设置在所述故障模拟电缆(7)的另一端的4号环形可调紧固器件(6),所述4号环形可调紧固器件(6)与1号环形可调紧固器件(3)结构相同;所述故障模拟电缆(7)和环形可调紧固器件采用冷缩式伞裙(2)封装后,两端分别采用左侧紧固胶塞(1)和右侧紧固胶塞(25)紧固;

步骤2:故障模拟器的模拟受潮处理;

2.1 准备全新故障模拟电缆(7),将其乙丙橡胶绝缘层(10)放入40℃恒温干燥箱内12小时,模拟未受潮状态,得到电缆绝缘层未受潮的模拟器;

2.2 准备全新故障模拟电缆(7),将其乙丙橡胶绝缘层(10)浸泡入水箱中12小时,模拟轻度受潮状态,得到电缆绝缘层轻度受潮的模拟器;

2.3 准备全新故障模拟电缆(7),将其乙丙橡胶绝缘层(10)浸泡入水箱中24小时,模拟中度受潮状态,得到电缆绝缘层中度受潮的模拟器;

2.4 准备全新故障模拟电缆(7),将其乙丙橡胶绝缘层(10)浸泡入水箱中48小时,模拟重度受潮状态,得到电缆绝缘层重度受潮的模拟器;

步骤3:电缆整体绝缘受潮故障模拟器的测试;

针对步骤2得到的不同受潮程度的故障模拟器,依照步骤1分别进行组装,获得不同故障的电缆整体受潮故障模拟器,对该故障模拟器进行测试,包括以下步骤:

3.1:选用未受潮状态的电缆故障模拟器为参考电缆,在0.01Hz~1000Hz频段内,选取

16个频率测试点,第i个测试点的频率记为fi,依次为f1=0.01Hz,f2=0.02Hz,f3=0.05Hz,f4=0.1Hz,f5=0.2Hz,f6=0.5Hz,f7=1Hz,f8=2Hz,f9=5Hz,f10=10Hz,f11=20Hz f12=

50Hz,f13=100Hz,f14=200Hz,f15=500Hz,f16=1000Hz,进行其复介电常数的测试,并取复介电常数的虚部作为参考频率响应参数值,记为 得到的16组 数据,称作参考频率响应参数序列,i为整数,i∈[1,16];

3.2:取待测评的电缆故障模拟器为待测电缆,在0.01Hz~1000Hz频段内,选取16个频点,第i个测试点的频率记为fi,依次为f1=0.01Hz,f2=0.02Hz,f3=0.05Hz,f4=0.1Hz,f5=0.2Hz,f6=0.5Hz,f7=1Hz,f8=2Hz,f9=5Hz,f10=10Hz,f11=20Hz f12=50Hz,f13=

100Hz,f14=200Hz,f15=500Hz,f16=1000Hz,进行其复介电常数的测试,并取复介电常数的虚部作为待测频率响应参数值,记为 得到的16组 数据,称作待测频率响应参数序列,i为整数,i∈[1,16];

3.3:电缆标准偏差因子计算,包括:

3.3.1 利用牛顿插值方法对测试得到的参考频率响应参数序列进行拟合,获得对应的频谱数学模型Y0(f)如下:Y0(f)=ε1+ε2(f-f1)+ε3(f-f1)(f-f2)+ε4(f-f1)(f-f2)(f-f3)+…·+εn(f-f1)(f-f2)(f-f3)…·(f-fn-1)式中,f1,f2,…·fn为测试点的频率值, 是频谱数学模型Y0(f)的第一个系数, 是第1个频率测试点的参考频率响应参数值,

ε2、ε3、ε4、…、εn分别表示频谱数学模型Y0(f)的第2、3、…、n个系数,n的范围满足:n∈[2,16],其中,…

y0[f1,f2,…·fn-1,fn]表示 的差分相关系数;

3.3.2:利用牛顿插值方法对测试得到的待测频率响应参数序列进行拟合,获得对应的频谱数学模型YX(f)如下:YX(f)=β1+β2(f-f1)+β3(f-f1)(f-f2)+β4(f-f1)(f-f2)(f-f3)+…·+βn(f-f1)(f-f2)…·(f-fn-1)式中,f1,f2,…·fn-1,fn为测试点的频率值, 为频谱数学模型YX(f)的第一个系数, 是第1个频率测试点的待测频率响应参数值,β2、β3、β4、…、βn分别表示频谱数学模型YX(f)的第2、3、4、…、n个系数,n的范围满足:n∈[2,16],其中,…yX[f1,f2,…·fn-1,fn]表示 的差分相关系数;

3.3.3;计算拟合频谱曲线数学模型的积分差 如下,

将0.01Hz~1000Hz范围内的拟合频谱曲线根据步骤3.1、3.2的16个频率测试点划分为

15个计算区段,每个区间以该区间的左端频率标号fi的下标号i作为区间标号,对于每个区间段内的Y0(f)和YX(f)进行积分差求解,各区段频谱曲线模型的积分差 为:式中,i为整数,i的范围满足:i∈[1,15],fi为步骤3.1和3.2中第i个测试点的频率值;

3.3.4:计算故障频谱曲线区间占比影响系数hi,如下:

式中,i为整数,i的范围满足:i∈[1,15]; 为所述拟合频谱曲线数学模型积分差的平均值,σ是拟合频谱曲线数学模型积分差 的标准差, 的计算在3.3.3中已给出, 和σ的表达式如下:

3.3.5:计算电缆标准偏差因子λ:

若λ≤0.5则电缆为正常状态,否则电缆存在故障,继续分析判定3.4;

3.4:定义YX(f)中,相邻两区间段积分面积差 为

式中,i为整数,i的范围满足:i∈[1,14],fi为第i个测试点的频率值;

计算故障模拟电缆受潮损耗系数ξ,如下:

根据ξ的取值范围,判断待测电缆为轻度绝缘受潮、中度绝缘受潮或是重度绝缘受潮。