[发明专利]一种交联聚乙烯中压电缆水树加速老化方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电缆检测领域，更具体地，涉及一种交联聚乙烯中压电缆水树加速老化方法。

背景技术

采用交联聚乙烯（XLPE）作为主绝缘的电力电缆具有优越的电气性能，良好的耐热性和机械性能，且敷设安装方便。由于大部分电缆采用直埋形式或者管道敷设，电缆投入运行后，将受到电、机械、化学以及热、光等因素的作用而发生老化，影响其寿命。XLPE电缆在运行过程中绝缘的水树老化一直作为电缆自然老化故障中最主要的故障形式，影响电缆线路的安全稳定运行，所以XLPE电缆绝缘的水树研究对于保障电力电缆安全稳定运行具有重要意义。

对于XLPE的水树研究，主要停留在XLPE本身的树化机理研究和电力电缆绝缘的在线、离线监测研究，现场实验的复杂性和干扰源多等特性，对在线、离线的监测不利。因此，实验室培养具有水树的XLPE电缆样品用于水树老化研究很有必要。

中压电力电缆必须经过中国电力科学院检测中心的型式试验才能进入国家电网公司电缆市场，该型式试验依据的标准是DL/T1070-2007《中压交联电缆抗水树性能鉴定试验方法和要求》。该方法将经过热循环预处理的电缆作为试样，每根电缆试样放在标称内径为75mm的聚乙烯或聚氯乙烯导管中，在试验电压下进行加速老化。在老化过程中，电缆试样导体中的间隙和导管中都注满自来水。电缆试样还应通过感性电流的加热方法进行负荷循环，试验结束后对水树进行检查和计数。该方法存在以下缺点：（1）老化周期长，试样必须经受在规定电压下累计数月甚至更长时间的水树老化过程；（2）实验方法复杂繁琐。

申请公布号为CN102628906A的专利申请文件中，将电缆切片放入特制的试验杯中，电缆切片上方是盛放盐溶液（9g/L）用的空腔，空腔上部有绝缘盖，绝缘盖中间穿过导电电极，电缆切片下方是导电电极和绝缘底座。试验时，在绝缘盖上的导电电极和底座上的导电电极上施加10kV的工频电压。试验结束后对水树进行检查和计数。该方法存在以下缺陷：（1）对电极要求高，电极表面必须与切片结合完好（截面通常需满足Rogowski切面），否则会出现电场畸变点和局部放电。（2）装置复杂，需要根据不同电缆截面定制试验装置。（3）只能制作有水树的切片，而无法为实验室研究电力电缆检测诊断系统提供试验样品。（4）在1mm厚的电缆样品上施加10000V电压，易导致电缆样品直接击穿。（5）主要产生领结型水树。根据交联聚乙烯电力电缆运行故障统计，中压电力电缆大多数产生的是由半导体层发展而来的外层水树，虽然伴随有领结型水树的产生，但是研究外层水树更复合实际情况，具有更高的研究价值。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种交联聚乙烯中压电缆水树加速老化方法，该方法试验装置简单，电缆样品易制，老化周期短，能够有效地在交联聚乙烯电缆的绝缘层产生外层水树，更符合实际情况，具有更高的研究价值。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种交联聚乙烯中压电缆水树加速老化方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）选取交联聚乙烯中压电缆，拆下金属屏蔽层；（2）剥离电缆两端的外半导体层，将剥离外半导体层后的电缆两端作为预留沿面，剩余部分为电缆有效段；（3）用针或钻头刺入电缆有效段的交联聚乙烯电缆绝缘，制造缺陷，在电缆有效段的外半导体层上缠缚金属屏蔽层；（4）在金属屏蔽层上连接引出线；（5）用套管包覆电缆有效段，套管两端分别做阻水处理，套管内填充盐溶液，引出线伸出套管；（6）将电缆线芯接地，引出线接高压电源，即可对电缆进行老化。

优选地，所述步骤（3）中，针尖或钻头顶部的曲率半径小于500微米。

优选地，所述步骤（3）中，在外半导体层和电缆有效段的交联聚乙烯电缆绝缘上形成均匀分布的孔洞。

优选地，所述步骤（5）进一步包括如下步骤：（5-1）用生胶带缠缚预留沿面靠近电缆有效段的部分，同时将引出线缠缚在预留沿面上，引出线的自由端有足够长度裸露在外；（5-2）用套管包覆电缆，长度覆盖电缆有效段和至少部分生胶带缠缚段，用管箍固定套管无引出线的一端，从套管有引出线的一端加入盐溶液，同时检查套管无引出线的一端是否漏液，如漏液则需进一步加固管箍至停止漏液，加满盐溶液后，用管箍固定套管有引出线的一端，直至没有液体渗出。

优选地，所述套管为热缩套管，在管箍固定热缩套管的两端前，均匀加热热缩套管使热缩套管收缩包裹生胶带。

优选地，所述步骤（6）中，高压电源的电压频率为1kHz-10kHz，电压取合适的值，使交联聚乙烯电缆绝缘的场强至少为5kV_rms/mm。