电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型制作方法

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电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型制作方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及电力系统领域，尤其涉及电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型制作方法。\n背景技术\n[0002] XLPE电缆以其优异的性能被广泛用于输电线路，在制作电缆中间接头时需要剥去绝缘屏蔽及金属套，会引起电场集中，其绝缘的关键部位是预制式接头与XLPE电缆绝缘的界面。因为该界面的电气绝缘强度与XLPE电缆绝缘表面清洁程度、光滑程度、界面压力以及橡胶绝缘件套入采用的润滑剂等多种因素有关。如果施工时外半导电层有残留，或者有导电及半导电杂质附着在主绝缘表面，会产生悬浮电位，从而引发局部放电。\n[0003] 局部放电是XLPE电缆绝缘劣化的表征和主要原因。电缆的局部放电量与其绝缘状况密切相关，局部放电量的变化预示着电缆绝缘可能存在危害电缆安全运行的缺陷。国内外对XLPE电缆内部绝缘缺陷局部放电机理检测方法等方面进行了大量研究，在典型放电模型的研究设计上也取得了很大的进展。但由于中高压电缆附件等部位绝缘结构复杂，影响放电的因素较多，各种绝缘缺陷类型尚无统一的物理模型。而如果直接将有故障的线路拿来作为实验模型，一则可能会有并发的故障影响实验效果；二则安全性得不到保障。现有技术中缺乏具有安全系数的实验模型。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的在于需要一种电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型制作方法，将普通的XLPE电缆直接制作成导电及半导电杂质附着在主绝缘表面的模型，能真实反映出电缆中间接头在制造安装运行过程中暴露出来的问题。\n[0005] 为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：\n[0006] 电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型制作方法，先选取两段电缆，依次包括以下步骤：\n[0007] 步骤1：剥离电缆：分别擦洗干净电缆两端长度至少为1米的电缆护套，在电缆两端剥除电缆外护套，剥切电缆的钢铠层，均匀刮除钢铠层内的绝缘屏蔽层，然后由外到内依次剥除包裹线芯的外半导体层、主绝缘体层以及内半导体层，最终露出线芯，打磨绝缘表面直至光滑；\n[0008] 步骤2：包扎：半叠式来回包绕半导电胶带，从铜屏蔽带上40mm处开始包至10mm的主绝缘层上；\n[0009] 步骤3：清洗：用清洗剂清洗电缆主绝缘层，同时用砂纸打磨掉残留在主绝缘上的外半导体层；\n[0010] 步骤4：连接：从剥切长度较长的一端电缆装入应力锥，装上铜连接管并压接，压接的施力顺序为从中间到四周；压接后对连接管外表面锉平打光滑，用绝缘清洁纸擦洗干净；\n使用瓦克硅脂从外半导体层与主绝缘层交界处开始涂抹，均匀涂在主绝缘表面上；在主绝缘表面上洒下形状大小不规则的金属屑，单个金属屑半径不超过2mm，金属屑涉及的总面积不小于400mm2；对准半导电胶带的边缘将接头主体定位，逆时针抽掉应力锥内部的芯绳使应力锥收缩紧固，在收缩时及时摆正应力锥管轴心位置，避免金属屑脱落，局部放电模型制作完成。\n[0011] 优选的，所述电缆本体选用额定电压10kV，导体截面240mm2的XLPE电缆。这样规格的XLPE电缆结构清楚各个结构分明，最适合作为模型构建单位。\n[0012] 优选的，所述步骤1中剥切电缆钢铠的具体操作方法为：锯割钢铠层，锯痕深度为\n2/3钢铠厚度，用螺丝刀插入锯痕从而将线芯挑起，用钳子钳住锯痕缺口，卷动撕开钢铠；用钳子打平钢铠断口。由于钢铠较厚，因此需要用锯子进行割锯，但是如果仅仅使用锯子进行割锯的话，很容易导致将芯绳给锯断。而这样的方式可以避免钢铠内层被破坏，确保每层的完整性。\n[0013] 优选的，所述步骤1中剥除的外半导体层、主绝缘体层以及内半导体层长度等差减少，最终外半导体层、主绝缘体层以及内半导体层露出的长度相等。这样的等距离露出，有利于后期绷紧。由于其中外半导体层、主绝缘体层以及内半导体层每层厚度都不是非常厚，因此这样的结构能确保绷半导电胶带时不会由于某层露出过短绕错层。\n[0014] 优选的，所述绝缘屏蔽层为铜屏蔽带。\n[0015] 优选的，所述放置的金属屑为铜屑。在实际应用过程中，研究发现线缆中最容易掺入的杂质是铜屏蔽带上掉落下的金属屑。因此采用铜屑最有代表意义。\n[0016] 优选的，所述放置的金属屑为按质量比例3：1配置的铜屑和铁屑。铁屑为线芯中经过长期使用后磨损出来的。总量比铜屑要少。这样主要模拟较老的线缆的绝缘表面导电微粒局部放电模型。\n[0017] 与现有技术相比，本发明所制成的10kV电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型可以真实反映电力电缆线路在敷设安装运行过程中暴露出来的具有代表性的典型缺陷性质、特征和放电机理，实现典型缺陷局放特征量的有效提取，获得纯净局部放电信号谱图特征。便于研究人员安全重复试验，并且数据更为真实可靠。\n具体实施方式\n[0018] 电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型制作方法，先选取两段电缆，依次包括以下步骤：\n[0019] 步骤1：剥离电缆：分别擦洗干净电缆两端长度至少为1米的电缆护套，在电缆两端剥除电缆外护套，剥切电缆的钢铠层，均匀刮除钢铠层内的绝缘屏蔽层，然后由外到内依次剥除包裹线芯的外半导体层、主绝缘体层以及内半导体层，最终露出线芯，打磨绝缘表面直至光滑；\n[0020] 步骤2：包扎：半叠式来回包绕半导电胶带，从铜屏蔽带上40mm处开始包至10mm的主绝缘层上；\n[0021] 步骤3：清洗：用清洗剂清洗电缆主绝缘层，同时用砂纸打磨掉残留在主绝缘上的外半导体层；\n[0022] 步骤4：连接：比较从剥切长度较长的一端电缆装入应力锥，装上铜连接管并压接，压接的施力顺序为从中间到四周；压接后对连接管外表面锉平打光滑，用绝缘清洁纸擦洗干净；使用瓦克硅脂从外半导体层与主绝缘层交界处开始涂抹，均匀涂在主绝缘表面上；在主绝缘表面上洒下形状大小不规则的金属屑，单个金属屑半径不超过2mm，金属屑涉及的总面积不小于400mm2；对准半导电胶带的边缘将接头主体定位，逆时针抽掉应力锥内部的芯绳使应力锥收缩紧固，在收缩时及时摆正应力锥管轴心位置，避免金属屑脱落，局部放电模型制作完成。所述电缆本体选用额定电压10kV，导体截面240mm2的XLPE电缆。所述步骤1中剥切电缆钢铠的具体操作方法为：锯割钢铠层，锯痕深度为2/3钢铠厚度，用螺丝刀插入锯痕从而将线芯挑起，用钳子钳住锯痕缺口，卷动撕开钢铠；用钳子打平钢铠断口。所述步骤1中剥除的外半导体层、主绝缘体层以及内半导体层长度等差减少，最终外半导体层、主绝缘体层以及内半导体层露出的长度相等。所述绝缘屏蔽层为铜屏蔽带。\n[0023] 根据使用的期限不同，当使用程度较新时，所述放置的金属屑为铜屑。而模拟使用年限较长的模型时，采用按质量比例3：1配置的铜屑和铁屑。\n[0024] 这里其实破解了一个技术偏见。通常电缆中间接头绝缘表面含有导电微粒时，技术人员第一时间想到的就是从铜屏蔽层上摩擦掉落的铜屑。但是经过长时间研究和分析表明，当使用年限到了一定程度后，线芯中的铁屑也有可能磨穿内屏蔽层，附着在绝缘表面上。而这两种情况导致的情况是不一样的。\n[0025] 在正常使用的情况下，电缆中间接头绝缘表面含有导电微粒等杂质时，靠近中间连接管的杂质电场畸变最剧烈，容易发生局部放电。由于靠近中间的连接管，两者的绝缘距离较其他杂质与连接管的绝缘距离要小，当电场畸变，场强超过绝缘介质的击穿强度时，则会造成绝缘击穿。绝缘层某处发生击穿时，其他良好的绝缘会承受更大的电压，所受电场会进一步加大。因此击穿会从连接管到靠近它的杂质开始，沿着绝缘薄弱的位置延伸，使局部放电进一步增强，并向应力锥方向发展最终形成一个弧形放电通道。而现有技术中就缺乏这样的研究模型。如果拿带有故障的线缆又无法保证使用过程中的安全，也不能排除具有其他的隐患。\n[0026] 以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。