[发明专利]一种基于硬度保留率的低压电缆剩余寿命快速检测方法

说明书

本发明属于电气设备绝缘诊断技术领域，涉及一种基于硬度保留率的低压电缆剩余寿命快速检测方法，对低压橡胶电缆的绝缘状态进行检测诊断与剩余寿命评估。首先利用硬度保留率评估电缆寿命；在对电缆绝缘材料进行加速老化试验，得到电缆硬度保留率随老化温度和老化时间变化的寿命方程；最后利用电缆的寿命方程得到电缆的剩余寿命值。由于硬度检测属于快速、无损检测方法，在现场测量时只需测量待测电缆的绝缘层硬度值，即可推导出电缆绝缘状态的寿命评估方程，并对电缆在不同工作温度下的寿命进行评估预测。

技术领域

本发明属于电气设备绝缘诊断技术领域，涉及一种基于硬度保留率的低压电缆剩余寿命快速检测方法，对低压橡胶电缆的绝缘状态进行检测诊断与剩余寿命评估。

背景技术

随着社会自动化程度的逐步提高，电气系统也随之日趋复杂，电缆承担着传输电能和信号的重要任务。由于电缆安全使用寿命在相关的技术规范中无明确要求，业内普遍认可的电缆设计安全寿命为20-30年。但是在实际的工作环境中受油雾、热、辐射、机械等因素的影响，其绝缘层材料容易老化，导致绝缘性能下降甚至失效，引起电气系统失效，严重时引发火灾。

日常维护中，主要通过对电缆日常运行状态查询，电缆外观目视检查或者使用绝缘电阻检测的手段对电缆绝缘状态进行判断。对于较为明显的电缆绝缘破损或击穿情况，通过以上手段可定性的确定电缆是否适合继续运行，但不能明确指出电缆绝缘的老化程度，对于剩余寿命的预测更是无从下手。

针对电缆绝缘状态的检测和寿命评估方法，国内外提出了很多检测手段，如表1所示。国内外各界对这些试验方法的评价意见分歧较大，本发明也对这些方法从多个方面进行分析比较，这些试验方法均存在不完善之处,其实际可操作性、与工频电压试验的等效性、发现电缆绝缘早期缺陷的有效性等尚在研究、积累运行经验过程之中。

表1 电缆检测手段

从目前的研究状态来看，对低压电缆的寿命评估主要采用实验室加速热老化，模拟电缆的老化过程，以国际上公认的阿伦尼乌斯方程为理论基础，由老化后试样的断裂伸长率下降到150％为判断依据来进行寿命预测。但是该方法属于破坏性试验，试验周期比较长，加上一些场合可以用来做试验的电缆样品少，导致该方法对电缆绝缘状态的评估具有一定的局限性。而低压电缆日常的负荷电压和电流比较小，电缆老化是一个缓慢的过程，使得低压电缆的绝缘无损检测方法没有引起足够的重视，也缺少相关的标准和判据。所以无损检测方法对于低压电缆绝缘状态的检测具有十分重要的意义。

低压电缆的老化主要是由于导体发热引起温度上升，进而造成绝缘层发生热氧老化。随着使用年限的增加或者是电缆温度的升高，绝缘层材料的硬度值也会不断增加。硬度值表示材料表面抵抗另一物体压入时所引起的塑性变形的能力。不论是对于金属材料还是非金属材料，市场上对于硬度值的测量的仪器及测试标准都有较详细的规范，所以对于材料的硬度检测具有快速、简洁的优点。所以，我们可以通过测量硬度来估算电缆的使用寿命，达到快速、无损检测的目的。

发明内容

现有的低压电缆的寿命评估方法多数属于破坏性试验，试验周期比较长，对电缆绝缘状态的评估具有一定的局限性，针对现有技术的不足，本发明提供一种基于硬度保留率的低压电缆剩余寿命快速检测方法，该方法对低压电缆无破坏性，能够无损、快速有效的评估低压电缆的剩余寿命，