專利名稱：交聯(lián)聚乙烯電纜附件的電熱老化試驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種交聯(lián)聚乙烯電纜附件的電熱老化試驗裝置，屬于電纜的運行維護技術領域。
技術背景交聯(lián)聚乙烯電纜憑借其優(yōu)越的電氣、機械性能以及制造工藝、安裝過程的簡便等原因，在城市電網(wǎng)建設過程中得到了廣泛使用。在長期運行過程中，交聯(lián)聚乙烯電纜及其附件絕緣逐漸發(fā)生老化，電氣性能下降，最終導致絕緣擊穿，嚴重影響了電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。特別是電纜附件因本身結(jié)構(gòu)、制作和安裝工藝以及運行條件的復雜性，成為了電纜系統(tǒng)在實際運行中較為的薄弱環(huán)節(jié)。通常促使交聯(lián)聚乙烯電纜附件絕緣老化的主要原因為高壓電場下的電老化；導體電阻損耗帶來的熱老化；生產(chǎn)裝配過程中的機械應力損傷；環(huán)境條件應力，如紫外輻射和水分腐蝕等。其中，電纜附件長期承受的電、熱協(xié)同作用，是導致電力電纜在實際工作中發(fā)生絕緣老化的主要原因。因此，需要一種電纜附件電熱共同老化的試驗裝置，有效模擬電纜附件運行時所承受的電、熱應力，并能夠?qū)Σ煌瑴囟取㈦妷侯愋?、電壓等級下的試品進行試驗，并獲取試驗樣品老化過程中的電流波形和局部放電信號數(shù)據(jù)，進而分析電纜附件的絕緣老化過程。由于試驗變壓器輸出容量的限制，老化裝置在通過試驗變壓器引入高壓的同時，內(nèi)部難以通過足以模擬真實負荷情況的大電流。因此，國內(nèi)外老化試驗裝置的普遍設計思路為使用光照、弱電、外熱等手段來加速絕緣材料、電氣元件的老化，均難以實現(xiàn)針對電纜附件在高壓強電場和電流熱效應共同作用下其絕緣的老化加速。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術的不足而提供交聯(lián)聚乙烯電纜附件的電熱老化試驗裝置，其特點是在電熱協(xié)同作用下的老化試驗，模擬電纜附件實際運行中的工作狀態(tài)。進行老化試驗時，通過試驗變壓器弓丨入高壓；同時通過電流互感器在裝置內(nèi)部產(chǎn)生大電流，二者結(jié)合有效的模擬試驗電力電纜實際運行時所承受的電、熱應力。本實用新型的目的由以下技術措施實現(xiàn)交聯(lián)聚乙烯電纜附件的電熱老化試驗裝置包括高壓引入單元，試驗回路單元和大電流發(fā)生單元三個功能部分，高壓引入單元與試驗回路單元連接，將高壓引入至試驗回路中；試驗回路單元穿過大電流發(fā)生單元，形成磁場耦合，產(chǎn)生大電流；高壓引入單元和大電流發(fā)生單元同時工作，實現(xiàn)在試驗回路單元中施加高電壓和通以大電流的目的。高壓引入單元包括高壓試驗變壓器、輸入調(diào)壓器一、保護電阻和高壓無暈導線，高壓試驗變壓器輸入端與輸入調(diào)壓器一連接，改變輸入端的電壓類型和大小，相應地控制高壓端輸出電壓，高壓試驗變壓器高壓輸出端連接保護電阻，保護電阻將限制試驗變壓器的輸出電流，對變壓器進行過電流保護，保護電阻與無暈導線連接，無暈導線接頭處為光滑的接線端子，將試驗變壓器產(chǎn)生的高壓引入到試驗回路。[0008]試驗回路單元為四段交聯(lián)聚乙烯電纜串聯(lián)而成的“口”字形金屬環(huán)路，包括電纜附件試驗樣本一和試驗樣本二及連接電纜一和連接電纜二，兩組電纜附件試驗樣本一和試驗樣本二一端制成內(nèi)部有典型安裝缺陷的電纜附件，便于研究老化時典型安裝缺陷在電熱應力下的絕緣劣化過程，試驗樣本另一端分別插入電纜專用試驗油終端中，試驗油終端的使用將排除樣本另一端在測量放電信號時引入電暈干擾；連接電纜一和連接電纜二將兩組試驗樣本連接起來形成電流回路，連接電纜二穿過電流互感器中心，形成磁路上的稱合，回路中的連接部位使用高壓接線端子連接，防止加壓后的電暈放電。大電流發(fā)生單元包括穿心 式電流互感器和輸入調(diào)壓器二，穿心式電流互感器輸入工頻電壓，原邊線圈中流過電流,通過電磁感應原理在試驗回路中產(chǎn)生電流,起到電流源的作用，對整個試驗回路施加電流，其輸入端電壓受輸入調(diào)壓器二控制，改變輸入電壓的大小，相應地改變CT原邊繞組中流過的電流大小，實現(xiàn)對試驗回路電流的控制。本實用新型與同類電纜附件老化試驗裝置相比，具有如下優(yōu)點(I)本實用新型模擬了電纜在工作在高電壓大電流下所承受的電熱應力，其中高壓產(chǎn)生的強電場對電纜進行電老化，大電流流過電纜時產(chǎn)生的焦耳熱對電纜進行熱老化，二者相結(jié)合可以模擬真實工況下電纜附件所處的電熱環(huán)境，加速XLPE電纜附件的絕緣老化。(2)改變試驗變壓器的輸入可以進行不同電壓類型、電壓等級下樣本電纜附件的老化試驗，調(diào)節(jié)電流互感器的輸入可以模擬電力系統(tǒng)中的負荷波動，同時可以通過測量單元獲取試驗樣品電纜終端在老化過程中的局部放電信號。

圖I為XLPE電纜附件電熱老化試驗裝置示意圖I、高壓引入單元，2、試驗回路，3、大電流發(fā)生單元，4、高壓試驗變壓器，5、輸入調(diào)壓器一，6、保護電阻,7、高壓無暈導線,8、電流互感器,9、輸入調(diào)壓器二。圖2為XLPE電纜附件電熱老化試驗回路及信號測量示意圖10、試驗樣本一，11、試驗樣本二，12、連接電纜一，13、連接電纜二，14、電纜附件，
15、試驗油終端，16、電流表，17、溫度紅外成像儀，18、Rogowski線圈，19、超高頻信號天線。
具體實施方式
下面通過實例對本實用新型進行具體描述，但不能理解為對本實用新型保護范圍的限制。實施例如圖I所示，交聯(lián)聚乙烯電纜附件電熱老化試驗裝置的結(jié)構(gòu)包括高壓引入單元I、試驗回路2和大電流發(fā)生單元3的三個功能部分，高壓引入單元I與試驗回路單元2連接，將高壓引入至試驗回路中；試驗回路單元2穿過大電流發(fā)生單元3，形成磁場耦合，產(chǎn)生大電流；高壓引入單元和大電流發(fā)生單元同時工作，實現(xiàn)在試驗回路單元中施加高電壓和通以大電流的目的。如圖I所示，高壓引入單元I包括高壓試驗變壓器4、輸入調(diào)壓器5、保護電阻6和高壓無暈導線7，高壓試驗變壓器輸入端與輸入調(diào)壓器一 5連接，改變輸入端的電壓類型和大小，相應地控制高壓端輸出電壓，試驗變壓器高壓輸出端連接保護電阻6，保護電阻為水電阻，按試驗變壓器輸出的高壓乘以限流電阻系數(shù)I Q /V選擇其阻值，保護電阻將限制試驗變壓器的輸出電流，對變壓器進行過電流保護，保護電阻與無暈導線7連接，無暈導線接頭處為光滑的接線端子，將試驗變壓器產(chǎn)生的高壓引入到試驗回路。如圖2所示，試驗回路單元2為四段長約120mm的YJV26/35型交聯(lián)聚乙烯電纜串聯(lián)而成的“口”字形金屬環(huán)路，其中，包括兩組電纜附件試驗樣本一 10和試驗樣本二 11及連接電纜一 12和連接電纜二 13，兩組電纜附件試驗樣本一 10和試驗樣本二 11 一端制成內(nèi)部有典型安裝缺陷的電纜附件14，便于研究老化時典型安裝缺陷在電熱應力下的絕緣劣化過程，另一端分別插入電纜專用試驗油終端15 中，試驗油終端的使用將排除樣本另一端在測量放電信號時引入電暈干擾；連接電纜一 12與連接電纜二 13將兩組試驗樣本連接起來形成電流回路，其中連接電纜二 13穿過電流互感器8中心，形成磁路上的耦合，回路中的連接部位使用高壓接線端子連接，以防止加壓后的電暈放電。大電流發(fā)生單元3包括穿心式電流互感器8及其輸入調(diào)節(jié)裝置9，穿心式電流互感器輸入工頻電壓，原邊線圈中流過電流，通過電磁感應原理即在試驗回路中產(chǎn)生電流，起到電流源的作用，對整個試驗回路施加電流，其輸入端電壓受調(diào)壓器9控制，改變輸入電壓的大小，相應地改變CT原邊繞組中流過的電流大小，進而實現(xiàn)對試驗回路電流的控制。為了監(jiān)測交聯(lián)聚乙烯電纜附件老化試驗裝置的老化狀態(tài)，試驗回路中在實施老化時，利用多種測試裝置構(gòu)成信號測試單元，如圖2中所示，信號測試單元包括測量回路工作電流的電流表16，監(jiān)測電纜附件表面溫升的溫度紅外成像儀17，檢測電纜附件局部放電的Rogowski線圈18,檢測電纜附件局部放電超高頻信號的超高頻天線19。運行時，調(diào)節(jié)高電壓試驗變壓器輸入電壓，使其輸出額定高壓。同時調(diào)節(jié)電流互感器的輸入電壓，使試驗回路中產(chǎn)生約250A的電流。此時，交聯(lián)聚乙烯電纜附件電熱老化試驗裝置開始進行工作。
權利要求1.一種交聯(lián)聚乙烯電纜附件的電熱老化試驗裝置，其特征在于該試驗裝置包括高壓引入單元(1)，試驗回路單元(2)和大電流發(fā)生單元(3)三個功能部分，高壓引入單元(I)與試驗回路單元(2)連接，將高壓引入至試驗回路中；試驗回路單元(2)穿過大電流發(fā)生單元(3)，形成磁場耦合，產(chǎn)生大電流；高壓引入單元和大電流發(fā)生單元同時工作，實現(xiàn)在試驗回路單元中施加高電壓和通以大電流的目的。
2.如權利要求I所述交聯(lián)聚乙烯電纜附件的電熱老化試驗裝置，其特征在于高壓引入單元(I)包括高壓試驗變壓器(4)、輸入調(diào)壓器一(5)、保護電阻(6)和高壓無暈導線(7)，高壓試驗變壓器起高壓發(fā)生的作用，其輸入端接輸入調(diào)壓器一(5)，改變輸入端的電壓類型和大小，相應地控制高壓端輸出電壓，高壓試驗變壓器高壓端連接保護電阻(6)，保護電阻將限制試驗變壓器的輸出電流，對變壓器進行過電流保護，保護電阻與無暈導線(7)連接，無暈導線將試驗變壓器產(chǎn)生的高壓引入到試驗回路。
3.如權利要求I所述交聯(lián)聚乙烯電纜附件的電熱老化試驗裝置，其特征在于試驗回路 單元(2)為四段交聯(lián)聚乙烯電纜串聯(lián)而成的“口”字形金屬環(huán)路，包括電纜附件試驗樣本一(10)和試驗樣本二(11)及連接電纜一(12)和連接電纜二(13)，兩組電纜附件試驗樣本一及試驗樣本二一端制成內(nèi)部有典型安裝缺陷的電纜附件(14)，便于研究老化時典型安裝缺陷在電熱應力下的絕緣劣化過程，另一端插入電纜專用試驗油終端(15)中，試驗油終端的使用將排除樣本另一端在測量放電信號時引入電暈干擾；連接電纜一(12)與連接電纜二(13)將兩組試驗樣本連接起來形成電流回路,連接電纜二(13)穿過電流互感器中心,形成磁路上的耦合，回路中的連接部位使用高壓接線端子連接，防止加壓后的電暈放電。
4.如權利要求I所述交聯(lián)聚乙烯電纜附件的電熱老化試驗裝置，其特征在于大電流發(fā)生單元(3)包括穿心式電流互感器(8)及其輸入調(diào)壓器二(9)，穿心式電流互感器輸入工頻電壓，原邊線圈中流過電流,通過電磁感應原理在試驗回路中產(chǎn)生電流,起到電流源的作用，對整個試驗回路施加電流，其輸入端電壓受調(diào)壓器二(9)控制，改變輸入電壓的大小，相應地改變CT原邊繞組中流過的電流大小，實現(xiàn)對試驗回路電流的控制。
專利摘要本實用新型公開了一種交聯(lián)聚乙烯電纜附件的電熱老化試驗裝置，其特點是該試驗裝置包括高壓引入單元(1)，試驗回路單元(2)和大電流發(fā)生單元(3)三個功能部分，高壓發(fā)生單元(1)與試驗回路單元(2)連接，將高壓引入至試驗回路中；試驗回路單元(2)穿過大電流發(fā)生單元(3)，形成磁場耦合，產(chǎn)生大電流；高壓引入單元和大電流發(fā)生單元同時工作，實現(xiàn)在試驗回路單元中施加高電壓和通以大電流的目的。
文檔編號G01R31/00GK202794367SQ20122033786
公開日2013年3月13日 申請日期2012年7月12日 優(yōu)先權日2012年7月12日
發(fā)明者黃華勇, 魏長明, 毛欣, 楊可, 劉明軍, 周凱, 李旭濤, 萬利 申請人:重慶市電力公司永川供電局