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1、(10)申请公布号 CN 103558458 A (43)申请公布日 2014.02.05 CN 103558458 A (21)申请号 201310582574.X (22)申请日 2013.11.19 G01R 27/26(2006.01) (71)申请人 国家电网公司 地址 100031 北京市西城区西长安街 86 号 申请人 国网浙江省电力公司电力科学研究 院 (72)发明人 吴明祥 金祖山 胡文堂 陈伟中 刘黎 王少华 曹俊平 房科 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人 王宝筠 (54) 发明名称 一种电缆的绝缘特性优劣的判断方法 (57) 摘要 。
2、本发明公开了一种电缆的绝缘特性优劣的判 断方法， 首先将测试电源设定为第一频率， 获取待 测电缆在所述测试电源输出电压的升压过程和降 压过程中的多个介损值， 并绘制介损值与电压关 系的第一曲线， 其中， 所述第一曲线包括升压曲线 和降压曲线， 分别对应所述升压过程和降压过程 ； 判断所述第一曲线在初始电压至极限电压之间是 否趋于直线， 且所述升压曲线和降压曲线是否基 本重合， 若是， 则所述待测电缆的绝缘特性良好 ； 若否， 则所述待测电缆的绝缘特性差。 采用本发明 提供的电缆的绝缘特性优劣的判断方法， 能够快 速的分析出待测电缆的绝缘特性是否良好， 提高 了工作效率， 节省分析时间。 (51。
3、)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103558458 A CN 103558458 A 1/1 页 2 1. 一种电缆的绝缘特性优劣的判断方法， 其特征在于， 包括步骤 ： S1、 将测试电源设定为第一频率， 获取待测电缆在所述测试电源输出电压的升压过程 和降压过程中的多个介损值， 并绘制介损值与电压关系的第一曲线， 其中， 所述第一曲线包 括升压曲线和降压曲线， 分别对应所述升压过程和降压过程 ； S2、 判断所述第一曲线在初始电压至极。
4、限电压之间是否趋于直线， 且所述升压曲线和 降压曲线是否基本重合， 若是， 则所述待测电缆的绝缘特性良好 ； 若否， 则所述待测电缆的 绝缘特性差。 2. 根据权利要求 1 所述的电缆的绝缘特性优劣的判断方法， 其特征在于， 在所述步骤 S1 后 S2 前， 还包括步骤 ： 重复步骤 S1 至少一次， 绘制多条介损值与电压关系的第一曲线。 3. 根据权利要求 1 所述的电缆的绝缘特性优劣的判断方法， 其特征在于， 所述第一曲 线在初始电压至极限电压之间不趋于直线， 且所述升压曲线和所述降压曲线未重合， 则所 述待测电缆的绝缘特性差， 具体包括 ： 当在所述初始电压至所述极限电压之间， 所述升压。
5、曲线和降压曲线先上升且基本重 合， 而后分开上升时， 判定所述待测电缆的绝缘介质老化 ； 或者， 当在所述初始电压至所述极限电压之间， 所述降压曲线和升压曲线均上升且未重合 时， 判定所述待测电缆的绝缘介质受潮。 4. 根据权利要求 1 所述的电缆的绝缘特性优劣的判断方法， 其特征在于， 所述第一频 率为 40Hz 或 80Hz。 5. 根据权利要求 4 所述的电缆的绝缘特性优劣的判断方法， 其特征在于， 所述待测电 缆为 10kV 电缆， 所述升压过程降压过程的电压值为 ： 2kV、 4kV、 6kV、 8.7kV、 10kV、 12kV、 14kV、 16kV、 17.4kV、 16kV、。
6、 14kV、 12kV、 10kV、 8.7kV、 6kV、 4kV、 2kV。 6. 根据权利要求 4 所述的电缆的绝缘特性优劣的判断方法， 其特征在于， 所述待测电 缆为 220kV 电缆， 所述升压过程降压过程的电压值为 ： 30kV、 60kV、 90kV、 127kV、 146kV、 178kV、 210kV、 240kV、 254kV、 240kV、 210kV、 178kV、 146kV、 127kV、 90kV、 60kV、 30kV。 7. 根据权利要求 1 所述的电缆的绝缘特性优劣的判断方法， 其特征在于， 还包括步骤 ： S3、 将测试电源设定为第一电压， 获取待测电缆在。
7、所述测试电源输出频率上升过程中 的多个介损值， 并绘制介损值与频率关系的第二曲线 ； S4、 分析所述第一曲线和第二曲线的变化， 判断所述待测电缆的电介质损耗形式。 8. 根据权利要求 7 所述的电缆的绝缘特性优劣的判断方法， 其特征在于， 所述步骤 S4 具体包括 ： 当所述第一曲线中介损值随电压上升而增大时， 判定所述待测电缆的主导电介质损耗 形式为局部放电损耗 ； 或者， 当所述第二曲线中介损值随频率上升而减小时， 判定所述待测电缆的主导电介质损耗 形式为漏导损耗 ； 或者， 当所述第二曲线中介损值随频率上升而增大时， 判定所述待测电缆的主导电介质损耗 形式为极化损耗。 权 利 要 求 。
8、书 CN 103558458 A 2 1/5 页 3 一种电缆的绝缘特性优劣的判断方法 技术领域 0001 本发明涉及介质损耗测量技术领域， 更具体地说， 涉及一种电缆的绝缘特性优劣 的判断方法。 背景技术 0002 介质损耗是绝缘材料在电场的作用下， 由于介质电导和介质极化的滞后反应， 在 其内部引起能量损耗。介质损耗值 （简称介损值） 是电工绝缘材料绝缘特性的重要参数之 一。 例如输电电缆， 电缆的绝缘介质损耗的大小， 直接关系到电缆输电容量以及电缆的使用 寿命。介损值越大， 介质内部发热损耗越大， 电缆的输电量越小， 其使用寿命越短。 0003 目前， 随着对测量电缆的介电损耗值的装置的。
9、研究， 由之前的中低压电缆的介电 损耗值的现场测量， 发展到现今对高压电缆的介电损耗值的现场测量。虽然现场测量高电 压电缆的介电损耗值的技术已经完善， 但是并没有一个完善的判断电缆绝缘特性优劣的判 断方法。 发明内容 0004 有鉴于此， 本发明提供一种电缆的绝缘特性优劣的判断方法， 该方法能够直接快 速的分析出电缆的绝缘特性是否良好。 0005 为实现上述目的， 本发明提供如下技术方案 ： 0006 一种电缆的绝缘特性优劣的判断方法， 包括步骤 ： 0007 S1、 将测试电源设定为第一频率， 获取待测电缆在所述测试电源输出电压的升压 过程和降压过程中的多个介损值， 并绘制介损值与电压关系的。
10、第一曲线， 其中， 所述第一曲 线包括升压曲线和降压曲线， 分别对应所述升压过程和降压过程 ； 0008 S2、 判断所述第一曲线在初始电压至极限电压之间是否趋于直线， 且所述升压曲 线和降压曲线是否基本重合， 若是， 则所述待测电缆的绝缘特性良好 ； 若否， 则所述待测电 缆的绝缘特性差。 0009 优选的， 在所述步骤 S1 后 S2 前， 还包括步骤 ： 重复步骤 S1 至少一次， 绘制多条介 损值与电压关系的第一曲线。 0010 优选的， 所述第一曲线在初始电压至极限电压之间不趋于直线， 且所述升压曲线 和所述降压曲线未重合， 则所述待测电缆的绝缘特性差， 具体包括 ： 0011 当在。
11、所述初始电压至所述极限电压之间， 所述升压曲线和降压曲线先上升且基本 重合， 而后分开上升时， 判定所述待测电缆的绝缘介质老化 ； 或者， 0012 当在所述初始电压至所述极限电压之间， 所述降压曲线和升压曲线均上升且未重 合时， 判定所述待测电缆的绝缘介质受潮。 0013 优选的， 所述第一频率为 40Hz 或 80Hz。 0014 优选的， 所述待测电缆为 10kV 电缆， 所述升压过程降压过程的电压值为 ： 2kV、 4kV、 6kV、 8.7kV、 10kV、 12kV、 14kV、 16kV、 17.4kV、 16kV、 14kV、 12kV、 10kV、 8.7kV、 6kV、 4。
12、kV、 说 明 书 CN 103558458 A 3 2/5 页 4 2kV。 0015 优选的， 所述待测电缆为 220kV 电缆， 所述升压过程降压过程的电压值为 ： 30kV、 60kV、 90kV、 127kV、 146kV、 178kV、 210kV、 240kV、 254kV、 240kV、 210kV、 178kV、 146kV、 127kV、 90kV、 60kV、 30kV。 0016 优选的， 还包括步骤 ： 0017 S3、 将测试电源设定为第一电压， 获取待测电缆在所述测试电源输出频率上升过 程中的多个介损值， 并绘制介损值与频率关系的第二曲线 ； 0018 S4、 分。
13、析所述第一曲线和第二曲线的变化， 判断所述待测电缆的电介质损耗形式。 0019 优选的， 所述步骤 S4 具体包括 ： 0020 当所述第一曲线中介损值随电压上升而增大时， 判定所述待测电缆的主导电介质 损耗形式为局部放电损耗 ； 或者， 0021 当所述第二曲线中介损值随频率上升而减小时， 判定所述待测电缆的主导电介质 损耗形式为漏导损耗 ； 或者， 0022 当所述第二曲线中介损值随频率上升而增大时， 判定所述待测电缆的主导电介质 损耗形式为极化损耗。 0023 与现有技术相比， 本发明所提供的技术方案具有以下优点 ： 0024 本发明所提供的电缆的绝缘特性优劣的判断方法， 首先将测试电源。
14、设定为第一频 率， 获取待测电缆在所述测试电源输出电压的升压过程和降压过程中的多个介损值， 并绘 制介损值与电压关系的第一曲线， 其中， 所述第一曲线包括升压曲线和降压曲线， 分别对应 所述升压过程和降压过程 ； 判断所述第一曲线在初始电压至极限电压之间是否趋于直线， 且所述升压曲线和降压曲线是否基本重合， 若是， 则所述待测电缆的绝缘特性良好 ； 若否， 则所述待测电缆的绝缘特性差。采用本发明提供的电缆的绝缘特性优劣的判断方法， 能够 快速的分析出待测电缆的绝缘特性是否良好， 提高了工作效率， 节省分析时间。 附图说明 0025 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对。
15、实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例， 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的附图。 0026 图 1 为为本申请实施例提供的一种判断电缆的绝缘特性优劣的判断方法的流程 图 ； 0027 图 2 为本申请实施例采用的一种电缆的介质损耗值的测量系统的结构示意图 ； 0028 图 3 为待测电缆绝缘介质良好所绘制的第一曲线图 ； 0029 图 4 为待测电缆绝缘介质老化所绘制的第一曲线图 ； 0030 图 5 为待测电缆绝缘介质受潮所绘制的第一曲线图。 具体实施方式 00。
16、31 为使本发明的目的、 特征和优点能够更加明显易懂， 下面结合附图对本发明的具 体实施方式做详细的说明。 说 明 书 CN 103558458 A 4 3/5 页 5 0032 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明， 但是本发明还可以 采用其他不同于在此描述的其它方式来实施， 本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的 情况下做类似推广， 因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。 0033 其次， 本发明结合示意图进行详细描述， 在详述本发明实施例时， 为便于说明， 表 示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大， 而且所述示意图只是示例， 其在此不应 限制本发明保护的范围。此。
17、外， 在实际制作中应包含长度、 宽度及深度的三维空间尺寸。 0034 本实施例提供了一种电缆的绝缘特性优劣的判断方法， 如图 1 所示， 为本申请实 施例提供的电缆的绝缘特性优劣的判断方法的流程图， 包括步骤 ： 0035 S1、 将测试电源设定为第一频率， 获取待测电缆在所述测试电源输出电压的升压 过程和降压过程中的多个介损值， 并绘制介损值与电压关系的第一曲线， 其中， 所述第一曲 线包括升压曲线和降压曲线， 分别对应所述升压过程和降压过程。 0036 参考图 2 所示， 为本申请实施例提供的一种电缆的介电损耗值的测量系统的结构 示意图， 包括谐振电源 1（测试电源） ， 反接测量模块 2。
18、、 正接测量模块 3、 标准电容 4、 操作计 算机 5 和待测电缆 6。 0037 谐振电源 1 通过高压线与反接测量模块 2 相连， 用于提供测量电压和频率 ； 反接 测量模块 2 连接标准电容 4 的一端， 标准电容 4 的另一端连接正接测量模块 3， 且反接测量 模块 2 和正接测量模块 3 之间通过光纤实现数量的互通， 反接测量模块 2 包括电流互感器， 反接测量模块 2 测量待测电缆 6 的电流信号， 正接测量模块 3 测量标准电容 4 的电流信号， 反接测量模块 2 和正接测量模块 3 内均包括高速 AD （模拟信号至高速信号） ， 可在工频范围 （20 300Hz） 内实现高精。
19、度多倍频采样 ； 操作计算机 5 通过通讯连线与正接测量模块 3 相 连， 接收电流信号等测量值， 计算介质损耗值。 0038 本实施例采用上述系统对待测电缆的介质损耗值进行测量， 具体为 ： 0039 首先， 调整测试电源， 将测试电源设定为第一频率， 该第一频率可以为 40Hz 或 80Hz ； 0040 其次， 根据结合交流耐压实验设定测量点 （即测量所选取的电压值） 。 0041 本实施例优选的， 当所述待测电缆为 10kV 电缆时， 所述升压过程降压过程的 电 压 值 为 ： 2kV、 4kV、 6kV、 8.7kV、 10kV、 12kV、 14kV、 16kV、 17.4kV、 。
20、16kV、 14kV、 12kV、 10kV、 8.7kV、 6kV、 4kV、 2kV。 0042 当所述待测电缆为 220kV 电缆时， 所述升压过程降压过程的电压值为 ： 30kV、 60kV、 90kV、 127kV、 146kV、 178kV、 210kV、 240kV、 254kV、 240kV、 210kV、 178kV、 146kV、 127kV、 90kV、 60kV、 30kV。对于测量选的电压值并不设限制， 上述选取的测量电压值仅为其中一种 选取标准。 0043 最后， 根据选取的测量电压值， 对待测电缆进行介损值的测量， 并记录。绘制介损 值与电压关系的第一曲线， 其中。
21、， 本实施例优选的为操作计算机自动生成该曲线， 提高工作 效率。 0044 需要说明的是本实施例只是提供了测量一条电缆的过程， 同样的， 还可以同时测 量多条电缆。 0045 进一步的， 在完成步骤 S1 后， 还包括步骤 ： 0046 重复步骤 S1 至少一次， 绘制多条介损值与电压关系的第一曲线。通过多次测量和 说 明 书 CN 103558458 A 5 4/5 页 6 绘制多个第一曲线， 提高后续分析的准确度。 0047 S2、 判断所述第一曲线在初始电压至极限电压之间是否趋于直线， 且所述升压曲 线和降压曲线是否基本重合， 若是， 则所述待测电缆的绝缘特性良好 （参考图 3 所示） 。
22、； 若否， 则所述待测电缆的绝缘特性差。 0048 具体的， 所述第一曲线在初始电压至极限电压之间不趋于直线， 且所述升压曲线 和所述降压曲线未重合， 则所述待测电缆的绝缘特性差， 具体包括 ： 0049 参考图 4 所示， 当在所述初始电压至所述极限电压之间， 所述升压曲线 41 和降压 曲线 42 先上升且基本重合， 而后分开上升时， 所述待测电缆的绝缘介质老化 ； 0050 或者， 参考图5所示， 当在所述初始电压至所述极限电压之间， 所述降压曲线52和 升压曲线 51 均上升且未重合时， 所述待测电缆的绝缘介质受潮。 0051 对待测电缆的老化和受潮判断完毕后， 根据本实施例提供的方法。
23、继续判断介质损 耗的形， 介质损耗的形式有三种 ： 1、 漏导损耗 ： 电介质具有一定的电导， 在电场的作用下会 产生泄露电流， 电介质中流过泄漏电流时会发热， 造成能量损耗。2、 极化损耗 ： 交流电压作 用下， 由于存在周期性的极化过程， 电介质中带点质点要沿交变电场的方向作反复的有限 位移和重新排列， 从而造成能量损耗。3、 局部放电损耗 ： 通常在固态电介质存在气隙或油 隙， 当对固态电介质的外施电压达到一定数值时， 气隙或油隙产生局部放电而产生损耗。 0052 进一步的， 还包括步骤 ： 0053 S3、 将测试电源设定为第一电压， 获取待测电缆在所述测试电源输出频率上升过 程中的多。
24、个介损值， 并绘制介损值与频率关系的第二曲线。 0054 本实施例中， 将测试电源设定为第一电压， 而后调节测试电源的频率测量待测电 缆的介损值， 并绘制介损值和频率关系的第二曲线， 本实施例优选的采用操作计算机进行 自动生成第二曲线。 0055 S4、 分析所述第一曲线和第二曲线的变化， 判断所述待测电缆的电介质损耗形式。 0056 通常测量得到的介质损耗值为漏导损耗、 极化损耗和局部放电损耗三种损耗形式 的综合效应， 对于一个数据异常的介损值， 具体分析出其是由哪种损耗形式起到主导的作 用， 对于查找电缆故障的意义重大。 0057 本实施例中步骤 S4 具体包括 ： 在同一测试频率， 不同。
25、的测试电压值时， 局部放电 损耗会过早的随着测试电压值的增大而快速增大， 所以当所述第一曲线中介损值随电压上 升而增大时， 判定所述待测电缆的主导电介质损耗形式为局部放电损耗。 0058 或者， 在同一电压下漏导损耗不随测量频率的改变而变化， 所以由漏导损耗引起 的有功分量将不变， 而由电缆电容引起的无功分量会随频率的增大而增大， 因此如果漏导 损耗占主要因素， 电缆介质损耗将随着频率的增大而减小， 所以当所述第二曲线中介损值 随频率上升而减小时， 判定所述待测电缆的主导电介质损耗形式为漏导损耗。 0059 或者， 与漏导损耗形式相反的， 当所述第二曲线中介损值随频率上升而增大时， 判 定所述。
26、待测电缆的主导电介质损耗形式为极化损耗。 0060 本申请实施例所提供的电缆的绝缘特性优劣的判断方法， 首先将测试电源设定为 第一频率， 获取待测电缆在所述测试电源输出电压的升压过程和降压过程中的多个介损 值， 并绘制介损值与电压关系的第一曲线， 其中， 所述第一曲线包括升压曲线和降压曲线， 分别对应所述升压过程和降压过程 ； 判断所述第一曲线在初始电压至极限电压之间是否 说 明 书 CN 103558458 A 6 5/5 页 7 趋于直线， 且所述升压曲线和降压曲线是否基本重合， 若是， 则所述待测电缆的绝缘特性良 好 ； 若否， 则所述待测电缆的绝缘特性差。 采用本发明提供的电缆的绝缘特。
27、性优劣的判断方 法， 能够快速的分析出待测电缆的绝缘特性是否良好， 提高了工作效率， 节省分析时间。 0061 对所公开的实施例的上述说明， 使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的， 本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。 因此， 本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。 说 明 书 CN 103558458 A 7 1/3 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103558458 A 8 2/3 页 9 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103558458 A 9 3/3 页 10 图 5 说 明 书 附 图 CN 103558458 A 10 。