[发明专利]一种直流海底电缆早期电树缺陷的监测方法

说明书

本发明公开了一种直流海底电缆早期电树缺陷的监测方法，该监测方法包括：在目标直流海底电缆的屏蔽层上接入一个与目标直流海底电缆存在电树缺陷时的特有频率相同的交流电压源；获取交流电压源与目标直流海底电缆的电压发生谐振后的铠装层电压幅值；将铠装层电压幅值与预先存储的电压集合中的电压幅值进行匹配，确定目标直流海底电缆是否存在电树缺陷以及电树缺陷的发展阶段；电压集合为目标直流海底电缆在电树缺陷发展不同阶段对应的电压幅值组成的集合。本发明提供的监测方法，能够在线监测直流海底电缆运行状况，准确诊断直流海底电缆电树缺陷发展阶段，避免直流海底电缆的绝缘介质层被击穿。

技术领域

本发明涉及高电压设备在线监测领域，特别涉及一种直流海底电缆早期电树缺陷的监测方法。

背景技术

相对于交流输电技术，直流输电技术在大容量、高电压、远距离输电领域中具有诸多优势。而随着高压直流输电技术的飞速发展，其应用领域包含：电网互联、城市供电、海岛供电以及风电接入等，尤其是近几年来跨海直流输电、海上风力发电并网等工程的兴建以及大城市供电亟待解决的线路走廊和城市美观等问题，挤压型交联聚乙烯(Cross LinkedPolyethylene，简称XLPE)直流电缆得到了广泛的应用。

由于挤压型XLPE直流电缆长期运行在同一电压极性下，因此可能存在空间电荷的积累。随着空间电荷的不断积累会造成此电缆绝缘介质内局部电场的畸变，介质中的最高场强会达到外加电场的8倍，极易导致电缆绝缘介质击穿，特别在强电场作用下空间电荷的积聚，会加速电树枝发展和老化过程。因此，空间电荷的抑制和挤压型XLPE直流电缆故障的在线监测、诊断技术成为高压直流电缆发展的关键问题。对于前者，近年来随着绝缘材料和纳米技术的开发，在绝缘介质中添加纳米材料，能有效解决挤压型XLPE直流电缆的空间电荷问题；对于后者，国内外还没有行之有效的方法，特别是在挤压型XLPE直流电缆电树缺陷的早期监测、诊断方面。

发明内容

本发明的目的是提供了一种直流海底电缆早期电树缺陷的监测方法，能够在线监测直流海底电缆运行状况，准确诊断直流海底电缆电树缺陷发展阶段，避免直流海底电缆的绝缘介质层被击穿。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种直流海底电缆早期电树缺陷的监测方法，所述直流海底电缆为挤压型XLPE直流海底电缆；所述直流海底电缆由外至内依次包括铠装层、内衬层、屏蔽层、绝缘介质层以及线芯；所述直流海底电缆的两端位于换流站，所述直流海底电缆的中间部分位于海底；所述监测方法包括：

在目标直流海底电缆的屏蔽层上接入一个交流电压源；所述交流电压源的频率与所述目标直流海底电缆存在电树缺陷时的特有频率相同；

获取所述目标直流海底电缆的铠装层电压幅值；所述铠装层电压幅值为所述交流电压源与所述目标直流海底电缆的电压发生谐振后的电压幅值；

将所述铠装层电压幅值与预先存储的电压集合中的电压幅值进行匹配，确定所述目标直流海底电缆是否存在电树缺陷以及所述电树缺陷的发展阶段；所述电压集合为所述目标直流海底电缆在电树缺陷发展不同阶段对应的电压幅值组成的集合。

可选的，所述在目标直流海底电缆的屏蔽层上接入一个交流电压源之前，还包括：

确定不同型号的所述直流海底电缆存在电树缺陷时的特有频率；

确定不同型号的所述直流海底电缆在电树缺陷发展不同阶段所对应的电压幅值，并将所述电压幅值存储到不同型号的所述直流海底电缆对应的电压集合中。

可选的，所述在目标直流海底电缆的屏蔽层上接入一个交流电压源之前，还包括：

确定所述目标直流海底电缆的型号；

根据所述目标直流海底电缆的型号，确定所述目标直流海底电缆存在电树缺陷时的特有频率和电压集合。