一种XLPE电缆水树加速老化试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及电缆老化试验领域，具体公开了一种XLPE电缆水树加速老化试验装置，包括电压产生监测单元及XLPE电缆样品单元，XLPE电缆样品单元包括：热缩套管、NaCl溶液和XLPE电缆。热缩套管套设于XLPE电缆上且其两端与XLPE电缆的两端密封连接，热缩套管的中部与XLPE电缆之间间隙设置以形成一空腔，空腔内填充有NaCl溶液且其上部开设有注液孔。位于NaCl溶液中的XLPE电缆的外半导电层上开设有若干缺陷针孔，电压产生监测单元的电源端连接XLPE电缆的线芯，接地端延伸至NaCl溶液中。该装置能够有效模拟实际运行电缆的水树老化过程。

【技术实现步骤摘要】
一种XLPE电缆水树加速老化试验装置
本技术属于电缆老化试验装置领域，特别涉及一种XLPE电缆水树加速老化试验装置。
技术介绍
在电力技术大发展的推动下，电力电缆在发电厂、变电所、工矿企业的电力引出或引入线以及城镇输配电网络中均获得了广泛的应用。在电缆工业超过百年的发展史上，油纸绝缘电力电缆发挥过重要的作用，然而，随着绝缘材料技术的进步，交联聚乙稀(linkedpolyethylene，XLPE)绝缘电力电缆凭借其优良的电气、耐热以及机械性能获得了飞速的发展，同时具备传输容量大、结构轻便、不受高度落差限制以及无漏油和火灾危险等优点，在城市电网改造与建设工程中，XLPE电缆全面取代油纸绝缘电力电缆已是行业共识。XLPE电缆的设计寿命为30～40年，然而，受生产、运输、安装过程中侵入电缆的水分、XLPE绝缘层内部存在的气隙和杂质以及半导电层与绝缘层接触面上的毛刺等潜伏性缺陷的影响，电缆投入运行后，电场会在相应区域集中，容易产生水树老化现象，随着运行年限的增加，高场强将促使水树沿着电场方向逐渐发展，最终发展成电树枝，导致电缆发生绝缘击穿故障，严重影响电缆线路的安全稳定运行。因此，采用快速简便的实验方法获取XLPE电缆水树老化样品，为XLPE电缆水树老化问题研究提供支撑材料，对揭示XLPE电缆水树老化机理和提高电缆线路运行可靠性具有重要作用。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种XLPE电缆水树加速老化试验装置，其能够快速制作XLPE电缆水树老化样品。为实现上述目的，本技术提供了一种XLPE电缆水树加速老化试验装置，包括电压产生监测单元及XLPE电缆样品单元，XLPE电缆样品单元包括：热缩套管、NaCl溶液和XLPE电缆。所述热缩套管套设于所述XLPE电缆上且其两端与所述XLPE电缆的两端密封连接，所述热缩套管的中部与所述XLPE电缆之间间隙设置以形成一空腔，所述空腔内填充有NaCl溶液且其上部开设有注液孔。位于所述NaCl溶液中的所述XLPE电缆的外半导电层上开设有若干缺陷针孔，所述电压产生监测单元的电源端连接所述XLPE电缆的线芯，接地端延伸至所述NaCl溶液中。优选的，上述技术方案中，所述电压产生监测单元包括：交流电源、频率变换单元、中间变压器、工频滤波电容、标准电容器及电压监测仪；所述交流电源依次连接所述频率变换单元、中间变压器、标准电容器，以所述标准电容器的两个输出端作为电源端和接地端，所述电压监测仪并联于所述标准电容器上。优选的，上述技术方案中，所述电源端依次通过保护电阻、连接铜环与所述XLPE电缆的线芯连接。优选的，上述技术方案中，还包括：地线支架及连接钢片，所述地线支架设于所述注液孔的上方，所述连接钢片的一端悬挂于所述地线支架上，另一端延伸至所述NaCl溶液中，所述接地端与所述连接钢片连接。上述XLPE电缆水树加速老化试验样品制作方法包括以下步骤：1)选取一段XLPE电缆，根据所述XLPE电缆的电压等级，确定所述XLPE电缆段的两端的外半导电层的剥离长度，对该长度的外半导电层进行剥离；2)确定所述XLPE电缆段的两端的绝缘层的剥离长度，对该长度的绝缘层进行剥离；3)在所述XLPE电缆的外半导电层的预留部位上开设若干缺陷针孔；4)采用热缩套管套设于所述XLPE电缆上，将所述热缩套管的两端分别热缩覆盖于所述XLPE电缆的两端的外半导电层和绝缘层上；5)在所述热缩套管预留未缩合部位的中间开设注液孔，往所述热缩套管注入饱和的NaCl溶液；6)采用电压产生监测单元的电源端连接所述XLPE电缆的线芯，接地端接入所述NaCl溶液以进行所述XLPE电缆老化试验。与现有的技术相比，本技术具有如下有益效果：本技术中的XLPE电缆水树加速老化试验装置，即在电缆样品外半导电层扎下若干缺陷针孔，在高场强和NaCl溶液的持续共同作用下，XLPE电缆绝缘层的针孔附近可快速生成水树老化形态，以有效模拟实际运行电缆的水树老化过程。附图说明图1为本技术的XLPE电缆水树加速老化试验装置的结构图。图2a和图2b为本技术的XLPE电缆水树加速老化样品切片。图3为本技术的XLPE电缆水树加速老化样品制作流程图。图4为本技术的XLPE电缆水树加速老化样品示意图。其中，1-交流电源、2-频率变换单元、3-中间变压器、4-工频滤波电容、5-标准电容器、6-电压监测仪、7-保护电阻、8-连接铜环单元、9-热缩套管、10-针孔缺陷、11-连接钢片、12-地线支架、13-NaCl溶液、14-XLPE电缆、15-XLPE电缆样品单元。具体实施方式下面结合附图，对本技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。图1显示了根据本技术优选实施方式的XLPE电缆水树加速老化试验装置的结构图。如图1所示，该实施例中的XLPE电缆水树加速老化试验装置，包括电压产生监测单元及XLPE电缆样品单元15，XLPE电缆样品单元15包括：热缩套管9、连接钢片11、地线支架12、NaCl溶液13和XLPE电缆14。电压产生监测单元包括：交流电源1、频率变换单元2、中间变压器3、工频滤波电容4、标准电容器5、保护电阻7、连接铜环8及电压监测仪6。热缩套管9套设于XLPE电缆14上且其两端与XLPE电缆14的两端密封连接，在该实施例中，热缩套管9两端经加热后，与XLPE电缆14的线芯141、XLPE绝缘层142、外半导电层143依次贴合，其中部未经加热缩合的预留部位长约30cm，热缩套管9的中部与XLPE电缆14之间间隙设置以形成一空腔，空腔内填充有NaCl溶液13且其上部的中间开设有注液孔，以便注入NaCl溶液13，采用热缩套管现场制作盛放NaCl溶液的容器，可有效提升容器的密封性能，且由于加热缩合后热缩套管与XLPE绝缘层有较强的界面压力，大幅提升了界面击穿场强，可切实降低XLPE电缆样品水树加速老化试验过程中的沿面闪络风险。位于NaCl溶液13中的XLPE电缆14的外半导电层143上开设有若干缺陷针孔10，该实施例中，缺陷针孔10是用曲率半径为2.5±0.2μm的钢针在电缆样品的外半导电层143上等间距均匀垂直扎下深度约3mm的针孔；交流电源1依次连接频率变换单元2、中间变压器3、标准电容器5，以标准电容器5的两个输出端作为电源端和接地端，电压监测仪6并联于标准电容器5上，电源端依次通过保护电阻7、连接铜环8与XLPE电缆14的线芯141连接，上述部件中，频率变换单元2将交流电源1输入的220V电压的频率升高至400Hz，并将该电压信号输出至中间变压器3的输入侧；中间变压器3用于将频率变换单元2输出的高频电压信号变换为高频高压信号，其铁芯为带状非晶材料卷绕制成的无气隙铁芯，其绕组为高压线圈与低压线圈间隔绕制，采用多槽骨架绕法进行分段绕制，可满足50Hz～2500Hz的能量传递，有效减少了气隙漏磁和涡流损耗；工频滤波电容4用于平滑中间变压器3的输出电压，阻止工频电压进入试验回路；标准电容器5用于测量经工频滤波电容4处理的输出电压的相关信息，并传输到电压监测仪6进行分析和显示，电压监测仪6对输入电压信号进行分析和监测，以获取XLPE电缆水树加速老化试验电压的幅值和频率信息；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种XLPE电缆水树加速老化试验装置，其特征在于，包括电压产生监测单元及XLPE电缆样品单元(15)，XLPE电缆样品单元(15)包括：热缩套管(9)、NaCl溶液(13)和XLPE电缆(14)；所述热缩套管(9)套设于所述XLPE电缆(14)上且其两端与所述XLPE电缆(14)的两端密封连接，所述热缩套管(9)的中部与所述XLPE电缆(14)之间间隙设置以形成一空腔，所述空腔内填充有NaCl溶液(13)且其上部开设有注液孔；位于所述NaCl溶液(13)中的所述XLPE电缆(14)的外半导电层上开设有若干缺陷针孔(10)，所述电压产生监测单元的电源端连接所述XLPE电缆(14)的线芯，接地端延伸至所述NaCl溶液(13)中。

【技术特征摘要】
1.一种XLPE电缆水树加速老化试验装置，其特征在于，包括电压产生监测单元及XLPE电缆样品单元(15)，XLPE电缆样品单元(15)包括：热缩套管(9)、NaCl溶液(13)和XLPE电缆(14)；所述热缩套管(9)套设于所述XLPE电缆(14)上且其两端与所述XLPE电缆(14)的两端密封连接，所述热缩套管(9)的中部与所述XLPE电缆(14)之间间隙设置以形成一空腔，所述空腔内填充有NaCl溶液(13)且其上部开设有注液孔；位于所述NaCl溶液(13)中的所述XLPE电缆(14)的外半导电层上开设有若干缺陷针孔(10)，所述电压产生监测单元的电源端连接所述XLPE电缆(14)的线芯，接地端延伸至所述NaCl溶液(13)中。2.根据权利要求1所述的XLPE电缆水树加速老化试验装置，其特征在于，所述电压产生监测单元包括：交流电源(1)、频率变换单元(2)、中间变压器(3)、工频滤波...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭金明，覃秀君，田树军，郭丽娟，李婧，朱时阳，黎大健，赵坚，黄锋，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：广西,45