一种基于电荷量的多参量电缆绝缘状态诊断方法及装置与流程

技术特征：
1.一种基于电荷量的多参量电缆绝缘状态诊断方法，其特征在于，步骤包括：将待测电缆、电阻、电荷量测试设备和高压直流源串联，所述高压直流源外接电脑及接收器，其中高压直流源与待测电缆外层接地；打开高压直流源获取高压直流源电压v
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和电荷量测试设备内积分电容的电荷量q；根据获取的积分电容上的电荷量q，得到待测电缆上的电荷量q；逐渐加大所述高压直流源电压v
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，计算在不同电压下的待测电缆上的电荷量q，绘制不同电压下待测电缆上电荷量q与时间t的函数曲线图；根据高压直流源电压v
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和不同电压下待测电缆电荷量q与时间t的函数曲线图计算介电常数ε
r
；根据介电常数ε
r
计算绝缘介质电导率σ；根据不同电压下待测电缆电荷量q与时间t的函数曲线图计算电荷变化率k；根据介电常数ε
r
、电导率σ、电荷变化率k，判断待测电缆的绝缘性能。2.根据权利要求1所述的一种基于电荷量的多参量电缆绝缘状态诊断方法，其特征在于，所述电荷量测试设备包括：积分电容、电压放大器、数模转换器和信号发送器；所述积分电容与外部电路串联，电压放大器并联在积分电容两端，数模转换器和信号发送器与电压放大器串联，信号发送器上设有天线；获取积分电容中电荷量q的方法为：信号发送器通过天线把积分电容电荷量q的信息发送给接收器，并在连接的电脑上显示出来。3.根据权利要求1所述的一种基于电荷量的多参量电缆绝缘状态诊断方法，其特征在于，所述积分电容上的电荷量q计算采用以下公式：q＝v
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×
c
int
；式中v
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为高压直流源电压，c
int
为积分电容的电容值。4.根据权利要求3所述的一种基于电荷量的多参量电缆绝缘状态诊断方法，其特征在于，所述介电常数ε
r
的计算具体为：逐次增加直流电源电压v
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，计算不同电压下待测电缆上电荷量q，并通过不同电压下待测电缆电荷量q与时间t的函数曲线图找出q(4s)，并通过如下公式计算介电常数ε
r
：式中v
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为电源电压，ε0为真空介电常数，c
s
为待测电缆的电容，l为电缆长度，a为电缆内径，b为电缆外径，q(4s)为在4s时待测电缆上的电荷量。5.根据权利要求4所述的一种基于电荷量的多参量电缆绝缘状态诊断方法，其特征在于，所述不同电压下待测电缆电荷量q与时间t的函数曲线图绘制方法为：在不同的电源电压及各个时间节点下，先计算积分电容上的电荷量q，再转换成待测电缆上的电荷量q，通过电脑将各数据点拟合成函数关系曲线。6.根据权利要求4所述的一种基于电荷量的多参量电缆绝缘状态诊断方法，其特征在于，所述绝缘介质电导率σ计算采用以下公式：式中，γ为待测电缆的电导率，ε
r
为介电常数。7.根据权利要求6所述的一种基于电荷量的多参量电缆绝缘状态诊断方法，其特征在
于，所述电荷变化率k计算采用以下公式：式中，q(180s)为在180s时待测电缆上的电荷量，q(4s)为在4s时待测电缆上的电荷量。8.根据权利要求1所述的一种基于电荷量的多参量电缆绝缘状态诊断方法，其特征在于，根据介电常数ε
r
、电导率σ、电荷变化率k，判断待测电缆的绝缘性能的方法包括：常温低压判断方法、常温高压判断方法、高温低压判断方法。9.根据权利要求8所述的一种基于电荷量的多参量电缆绝缘状态诊断方法，其特征在于，所述常温低压判断方法具体为：设置电源电压v
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≤8kv，在常温下，若电荷变化率k＞2则判断电缆绝缘老化状态为严重老化，若电荷变化率1＜k＜1.2则判断电缆绝缘老化状态为良好，若电荷变化率1.2＜k＜2则需继续分析；当ε
r
＞2.6时，若电导率σ＞10-14
s/m则判断电缆绝缘老化状态为重度老化，电导率σ＜10-14
s/m则判断电缆绝缘老化状态为中度老化；当2.1＜ε
r
＜2.6时，若电导率σ＞10-14
s/m则判断电缆绝缘老化状态为中度老化，电导率σ＜10-14
s/m则判断电缆绝缘老化状态为轻微老化；所述常温高压判断方法具体为：设置电源电压8kv＜v
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＜20kv，在常温下，若电荷变化率k＞2.5则判断电缆绝缘老化状态为严重老化，若电荷变化率1＜k≤2.5，则需继续分析；当ε
r
＞2.6时，若电导率σ>10-14
s/m则判断电缆绝缘老化状态为重度老化，若电导率σ＜10-14
s/m则判断电缆绝缘老化状态为中度老化；当2.1＜ε
r
＜2.6时，若电导率σ＞10-14
s/m则判断电缆绝缘老化状态为中度老化，若10-14
s/m＞σ＞10-15
s/m则判断电缆绝缘老化状态为轻微老化；所述高温低压判断方法具体为：设置电源电压v
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≤8kv，设置温度在40℃＜t≤80℃，若电荷变化率k＞3则判断电缆绝缘老化状态为严重老化，若电荷变化率2＜k≤3，则判断电缆绝缘老化状态为中度老化，若电荷变化率1＜k≤2，则需继续分析，当ε
r
＞2.4时，若电导率σ＞10-14
s/m则判断电缆绝缘老化状态为轻微老化，若σ＜10-14
s/m则判断电缆绝缘老化状态为良好；当2.1＜ε
r
＜2.4时，若电导率σ＞10-14
s/m则判断电缆绝缘老化状态为轻微老化，若σ＜10-14
s/m则判断电缆绝缘老化状态为良好。10.一种基于电荷量的多参量电缆绝缘状态诊断装置，其特征在于，包括：电阻、积分电容和高压直流源组成的测试电路；待测电缆，所述待测电缆与电阻、电荷量测试设备和高压直流源组成的测试电路串联，所述高压直流源外接电脑及接收器，其中高压直流源与待测电缆外层接地；所述测试电路被配置为执行下列方法：打开直流电源获取直流电源电压v
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和电荷量测试设备内积分电容的电荷量q；根据获取的积分电容上的电荷量q，得到待测电缆上的电荷量q；逐渐加大所述直流电源电压v
app
，计算在不同电压下的待测电缆上的电荷量q，绘制不同电压下待测电缆电荷量q与时间t的函数曲线图；根据直流电源电压v
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、电源电压v
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与待测电缆电荷量q的函数曲线图和不同电压下待测电缆电荷量q与时间t的函数曲线图计算介电常数ε
r
；根据介电常数ε
r
计算绝缘介质电导率σ；根据不同电压下待测电缆电荷量q与时间t的函数曲线图计算电荷变化率k；
根据介电常数ε
r
、电导率σ、电荷变化率k，判断待测电缆的绝缘性能。

技术总结
本申请公开一种基于电荷量的多参量电缆绝缘状态诊断方法及装置，装置结构为：将待测电缆、电阻、电荷量测试设备和高压直流源串联，其中电荷量测试设备包括积分电容、电压放大器、数模转换器和信号发送器；方法具体步骤为：打开高压直流源，先获取积分电容电荷量，再转换为待测电缆电荷量，根据高压直流源电压和积分电容电荷量，绘制相关函数曲线，并据此计算待测电缆上电荷变化率、介电常数和绝缘介质电导率；最后根据电荷变化率、介电常数、电导率判断待测电缆的绝缘性能。本发明通过对电缆多种参数的完整分析，能够更准确的评估出电缆的老化程度。化程度。化程度。


技术研发人员：聂永杰 赵现平 王科 项恩新 赵腾飞 谭向宇 陈晓云 张少泉 邓云坤 邱方程
受保护的技术使用者：云南电网有限责任公司电力科学研究院
技术研发日：2021.11.29
技术公布日：2022/3/1