一种确定交流电缆交联聚乙烯绝缘电压耐受指数的方法，包括交联聚乙烯电缆绝缘试片的制备、针电极的制备及预处理、电树枝试验用试样的制作、电树枝引发试验及数据处理，获得升压试验中的电树枝引发时间及电压，并在相同电压下进行恒压试验，测得电树枝引发时间，从而计算得交流电缆交联聚乙烯绝缘电压耐受指数；本发明专利技术克服了传统击穿型加速电老化试验对设备要求高、操作困难、耗时费力、设计参数分散性大的缺点，所测得的高压交流电缆交联聚乙烯绝缘电压耐受指数，数据稳定可靠、分散性小，能够真实有效的反映电缆绝缘的短时及长期耐电压性能，在针对新电缆进行绝缘设计、运行电缆进行剩余寿命评估都能采用，为电缆的长期稳定运行提供了有力保障。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，包括交联聚乙烯电缆绝缘试片的制备、针电极的制备及预处理、电树枝试验用试样的制作、电树枝引发试验及数据处理，获得升压试验中的电树枝引发时间及电压，并在相同电压下进行恒压试验，测得电树枝引发时间，从而计算得交流电缆交联聚乙烯绝缘电压耐受指数；本专利技术克服了传统击穿型加速电老化试验对设备要求高、操作困难、耗时费力、设计参数分散性大的缺点，所测得的高压交流电缆交联聚乙烯绝缘电压耐受指数，数据稳定可靠、分散性小，能够真实有效的反映电缆绝缘的短时及长期耐电压性能，在针对新电缆进行绝缘设计、运行电缆进行剩余寿命评估都能采用，为电缆的长期稳定运行提供了有力保障。【专利说明】
本专利技术涉及电缆绝缘材料的电压耐受指数的确定方法，具体涉及。
技术介绍
近年来，在电压等级为150kV及以下的新安装交流线路中，交联聚乙烯绝缘电缆已成为首选，其使用量已大幅超过传统的油纸绝缘电缆；而在超高压输电领域，交联聚乙烯电缆的使用量也在不断攀升。早在十几年前，交流500kV交联聚乙烯电缆产品就已在日本通过试验检验并投入实际运行。相比而言，国内的电缆行业整体发展水平仍显落后，缺乏自主研究。绝缘材料的电老化性能是进行绝缘结构设计和可靠性评估的基础，而电压耐受指数是其中的关键参数。研究发现，绝缘材料在高压、强场作用下满足电老化寿命定律，即场强E下的寿命τ满足关系式(I)【权利要求】1.，其特征在于:包括如下步骤: 步骤1:试片的制备:从交流电缆交联聚乙烯绝缘线芯上，将缆芯导体抽出后，剩余部分为包含导体屏蔽、绝缘以及绝缘屏蔽的同心圆柱体，利用高速车床将同心圆柱体沿径向切割，形成厚度为(5±0.5)mm的空心圆盘试片，或再将同心圆柱体切分为两片半圆形试片；切片过程要保证试片表面尽可能的平整光滑； 步骤2:针电极的制备及预处理:选用模具钢制作针电极，要求表面光滑，直径为(1±0.l)mm，针尖曲率半径为(10±l)mm，针尖圆锥角为30° ;在显微镜下对针电极进行观察，将不满足要 求的剔除，满足要求的针电极进行如下预处理:首先用无水乙醇清洗针电极，随后将其置于烘箱内，在60°C条件下进行烘干，半小时后取出；然后，将针电极置于加热至140°C的低密度聚乙烯和二甲苯的饱和溶液中，蘸上一层低密度聚乙烯涂层，将针电极倒置，在室温条件下自然冷却24小时； 步骤3:试样的制作:利用夹具将步骤I制备的圆形或半圆形试片进行有效固定，并将圆形或半圆形试片加热至 125°C进行预热软化，将步骤2预处理后的针电极从绝缘屏蔽处缓慢匀速的插入圆形或半圆形试片中，控制针电极与导体屏蔽的距离为(2±0.2)mm;针电极插入至预设位置后保持10分钟，之后在105°C下将试样从夹具中取出置于平整的玻璃板上，在室温条件下自然冷却；试样的制作过程要尽量避免在针尖区域形成气隙或者残余机械应力； 步骤4:电树枝引发试验及数据处理:将试样固定在测试容器内并浸于硅油中，针电极上施加工频电压，导体屏蔽接地，对试样进行电树枝引发试验，方法如下: 首先进行升压试验:以开始加压的时刻作为时间零点，按照每30分钟升压IkV的速率,在试样的针电极上施加工频交流电压,并实时观察试样的针电极尖端,一旦观察到电树枝引发，即停止加压，记录此时的外加电压Ui,以及电树枝的引发时间ti ;对10个试样在相同条件下按照上述步骤进行试验，一共测得10组数据，即(Uix，tix) (X=I…10);利用二元Weibull分布分别对10个电压和时间数据进行统计处理，获得对应于63.2%电树枝引发概率的电树枝引发时间，记为tp，以及对应于63.2%电树枝引发概率的外加电压，记为Up ；接下来进行恒压试验:直接在试样的针电极上施加大小为Up的工频交流电压，并实时观察试样的针电极尖端，一旦观察到电树枝引发，即停止加压，记录电树枝的引发时间th ；对10个试样在相同条件下按照上述步骤进行试验，一共测得10个数据，即k (x=l…10);利用二元Weibull分布对10个时间数据进行统计处理，获得对应于63.2%电树枝引发概率的电树枝引发时间，记为t。； 步骤5:电压耐受指数的计算:将从升压试验中测得的tp和恒压试验中测得的t。带入公式(2)中， 2.根据权利要求1所述的，其特征在于:步骤4所述的利用二元Weibull分布对电树枝引发时间数据的统计处理过程如下:将测得的10个时间数据tix (X=I…10)按照从小到大的顺利进行排列，分别记为tn(n=L...10)，并对每个时间数据对应的电树枝引发概率F(n) (η=1...10)赋值，用式(3)计算， 【文档编号】G01R31/12GK103983902SQ201410161764【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月18日 优先权日:2014年4月18日 【专利技术者】刘 英, 曹晓珑 申请人:西安交通大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种确定交流电缆交联聚乙烯绝缘电压耐受指数的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：试片的制备：从交流电缆交联聚乙烯绝缘线芯上，将缆芯导体抽出后，剩余部分为包含导体屏蔽、绝缘以及绝缘屏蔽的同心圆柱体，利用高速车床将同心圆柱体沿径向切割，形成厚度为(5±0.5)mm的空心圆盘试片，或再将同心圆柱体切分为两片半圆形试片；切片过程要保证试片表面尽可能的平整光滑；步骤2：针电极的制备及预处理：选用模具钢制作针电极，要求表面光滑，直径为(1±0.1)mm，针尖曲率半径为(10±1)mm，针尖圆锥角为30°；在显微镜下对针电极进行观察，将不满足要求的剔除，满足要求的针电极进行如下预处理：首先用无水乙醇清洗针电极，随后将其置于烘箱内，在60℃条件下进行烘干，半小时后取出；然后，将针电极置于加热至140℃的低密度聚乙烯和二甲苯的饱和溶液中，蘸上一层低密度聚乙烯涂层，将针电极倒置，在室温条件下自然冷却24小时；步骤3：试样的制作：利用夹具将步骤1制备的圆形或半圆形试片进行有效固定，并将圆形或半圆形试片加热至125℃进行预热软化，将步骤2预处理后的针电极从绝缘屏蔽处缓慢匀速的插入圆形或半圆形试片中，控制针电极与导体屏蔽的距离为(2±0.2)mm；针电极插入至预设位置后保持10分钟，之后在105℃下将试样从夹具中取出置于平整的玻璃板上，在室温条件下自然冷却；试样的制作过程要尽量避免在针尖区域形成气隙或者残余机械应力；步骤4：电树枝引发试验及数据处理：将试样固定在测试容器内并浸于硅油中，针电极上施加工频电压，导体屏蔽接地，对试样进行电树枝引发试验，方法如下：首先进行升压试验：以开始加压的时刻作为时间零点，按照每30分钟升压1kV的速率，在试样的针电极上施加工频交流电压，并实时观察试样的针电极尖端，一旦观察到电树枝引发，即停止加压，记录此时的外加电压Ui，以及电树枝的引发时间ti；对10个试样在相同条件下按照上述步骤进行试验，一共测得10组数据，即（Uix,tix）（x=1…10）；利用二元Weibull分布分别对10个电压和时间数据进行统计处理，获得对应于63.2%电树枝引发概率的电树枝引发时间，记为tp，以及对应于63.2%电树枝引发概率的外加电压，记为Up；接下来进行恒压试验：直接在试样的针电极上施加大小为Up的工频交流电压，并实时观察试样的针电极尖端，一旦观察到电树枝引发，即停止加压，记录电树枝的引发时间th；对10个试样在相同条件下按照上述步骤进行试验，一共测得10个数据，即thx（x=1…10）；利用二元Weibull分布对10个时间数据进行统计处理，获得对应于63.2%电树枝引发概率的电树枝引发时间，记为to；步骤5：电压耐受指数的计算：将从升压试验中测得的tp和恒压试验中测得的to带入公式（2）中，nv=tpto-1---(2)]]>获得电压耐受指数nv的值。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘英，曹晓珑，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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