一种高压电缆的缓冲层修复方法、系统及其应用方法与流程

1.本发明涉及电力传输技术的设备运维技术，具体涉及一种高压电缆的缓冲层修复方法、系统及其应用方法。


背景技术：

2.电力电缆是城市供电的核心电力设备。高压电缆半导电阻水缓冲带通常由一层半导电无纺布与一层半导电蓬松棉、中间粘涂一层聚丙烯酸酯膨胀粉而构成。虽然半导电蓬松棉具有半导电性质，但是疏松多孔的结构使其导电性能下降；而聚丙烯酸酯膨胀粉本身不具备导电性。在我国现行的国家标准中，对阻水缓冲层从材料特性、厚度、相容性等方面提出了定性要求，但未明确给出定量指标。近年来，国内高压xlpe电缆线路中多次发生阻水缓冲层放电烧蚀现象，引起了行业内普遍关注。如何利用在不更换电缆的前提下对已产生缺陷的电缆进行修复，仍然是需要深入研究的问题。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种高压电缆的缓冲层修复方法、系统及其应用方法，本发明可实现高压电缆的缓冲层修复，延长高压电缆的使用寿命，降低更换高压电缆的人力物力成本，而且可实现高压电缆的在线修复，不影响高压电缆的正常运行，修复方式简单高效。
4.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
5.一种高压电缆的缓冲层修复方法，包括：往待修复的高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔中注入导电气溶胶，通过所述导电气溶胶附着在待修复的高压电缆的缓冲层缺陷处，形成接近或优于缓冲层电导率的导电层以修复缓冲层缺陷。
6.可选地，所述导电气溶胶为石墨烯气溶胶。
7.可选地，所述形成接近或优于缓冲层电导率的导电层的电导率大于或等于10-5
s/m。
8.此外，本发明还提供一种用于应用根据前述的高压电缆的缓冲层修复方法的高压电缆的缓冲层修复系统，包括导电气溶胶发生器和作为被修复对象的高压电缆，所述高压电缆的端部封闭、且高压电缆具有与内部的缓冲层、金属护套之间的空腔连通有两个以上气嘴，且其中一个气嘴与导电气溶胶发生器的输出端相连。
9.可选地，所述气嘴带有阀门。
10.可选地，所述阀门为电动阀门，所述气嘴处还设有控制检测终端，所述控制检测终端与阀门的控制端相连。
11.可选地，所述控制检测终端包括驱动电路、微处理器、无线通讯模块和供电模块，所述驱动电路与阀门的控制端相连，所述微处理器和无线通讯模块相连，所述供电模块的输出端分别与驱动电路、微处理器以及无线通讯模块相连。
12.可选地，所述气嘴处还带有压力/流量传感器，所述控制检测终端还包括信号处理
电路，所述压力/流量传感器的输出端通过信号处理电路和微处理器相连。
13.可选地，所述导电气溶胶发生器为石墨烯气溶胶发生器。
14.此外，本发明还提供一种前述高压电缆的缓冲层修复系统的应用方法，包括：
15.1)预先往待修复的高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔中输入干燥热空气或者氮气进行驱潮；
16.2)通过导电气溶胶发生器往待修复的高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔中注入导电气溶胶并持续指定时间，通过所述导电气溶胶附着在待修复的高压电缆的缓冲层缺陷处，形成接近或优于缓冲层电导率的导电层。
17.和现有技术相比，本发明具有下述优点：
18.1、本发明高压电缆的缓冲层修复方法包括往待修复的高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔中注入导电气溶胶，通过导电气溶胶附着在待修复的高压电缆的缓冲层缺陷处，形成接近或优于缓冲层电导率的导电层以修复缓冲层缺陷，利用了高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔的特点，以及导电气溶胶可流动的特性，可实现高压电缆的缓冲层修复，延长高压电缆的使用寿命，降低更换高压电缆的人力物力成本。
19.2、本发明高压电缆的缓冲层修复方法可实现高压电缆的在线修复，不需要将高压电缆截断或取下，不影响高压电缆的正常运行，修复方式简单高效。
附图说明
20.图1为本发明实施例方法的原理示意图。
21.图2为本发明实施例系统的原理示意图。
22.图3为本发明实施例系统中控制检测终端的框架结构示意图。
23.图例说明：1、导电气溶胶发生器；2、高压电缆；20、空腔；21、气嘴；22、阀门；23、压力/流量传感器；3、控制检测终端；31、驱动电路；32、微处理器；33、无线通讯模块；34、供电模块；35、信号处理电路。
具体实施方式
24.如图1所示，本实施例高压电缆的缓冲层修复方法包括：往待修复的高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔中注入导电气溶胶，通过所述导电气溶胶附着在待修复的高压电缆的缓冲层缺陷处，形成接近或优于缓冲层电导率的导电层以修复缓冲层缺陷。
25.导电气溶胶是指含有导电成分的气溶胶。作为一种可选的实施方式，本实施例中导电气溶胶为石墨烯气溶胶。技术参数如下：粒径范围：3-5nm(原始颗粒)；20-150nm(碳黑聚合体)；颗粒浓度：》10/cm3；质量流量：0.07-7mg/h；体积流量：4-46l/min。
26.作为一种可选的实施方式，本实施例中形成接近或优于缓冲层电导率的导电层的电导率大于或等于10-5
s/m，可实现高压电缆的缓冲层修复。
27.如图2所示，本实施例还提供一种用于应用根据前述的高压电缆的缓冲层修复方法的高压电缆的缓冲层修复系统，包括导电气溶胶发生器1和作为被修复对象的高压电缆2，高压电缆2的端部封闭、且高压电缆2具有与内部的缓冲层、金属护套之间的空腔20连通有两个以上气嘴21，且其中一个气嘴21与导电气溶胶发生器1的输出端相连。通过导电气溶胶发生器1和作为被修复对象的高压电缆2，可利用了高压电缆2的缓冲层、金属护套之间的
空腔的特点，以及导电气溶胶可流动的特性，可实现高压电缆的缓冲层修复，延长高压电缆的使用寿命，降低更换高压电缆的人力物力成本。
28.为了便于在完成高压电缆的缓冲层修复后封闭高压电缆2的缓冲层、金属护套之间的空腔20，防止外部潮气进入高压电缆2的缓冲层、金属护套之间的空腔20，如图2所示，本实施例中，气嘴21带有阀门22。通过阀门22，可方便控制气嘴21的开启状态，在进行高压电缆的缓冲层修复作业时开启、完成高压电缆的缓冲层修复作业后关闭，从而防止外部潮气进入高压电缆2的缓冲层、金属护套之间的空腔20。
29.考虑到高压电缆一般布置在电缆沟，而高压电缆2长度较长，在高压电缆的缓冲层修复作业时，靠近导电气溶胶发生器1的输出端的气嘴21人工关闭是比较方便的，但是远离导电气溶胶发生器1的输出端的气嘴21通过人工关闭则会影响作业的效率。为了解决上述问题，本实施例中阀门22为电动阀门，气嘴21处还设有控制检测终端3，控制检测终端3与阀门22的控制端相连。通过控制检测终端3，可实现远离导电气溶胶发生器1的输出端的气嘴21的自动关闭(定时或遥控等)，从而可提高高压电缆的缓冲层修复作业的效率。
30.如图3所示，控制检测终端3包括驱动电路31、微处理器32、无线通讯模块33和供电模块34，驱动电路31与阀门22的控制端相连，微处理器32和无线通讯模块33相连，供电模块34的输出端分别与驱动电路31、微处理器32以及无线通讯模块33相连。通过无线通讯模块33，可实现远离导电气溶胶发生器1的输出端的气嘴21的远程关闭。
31.由于内部的缓冲层、金属护套之间的空腔20的有效面积较小，为了实现对远离导电气溶胶发生器1的输出端的气嘴21一侧的导电气溶胶的压力/流量检测，如图3所示，气嘴21处还带有压力/流量传感器23，控制检测终端3还包括信号处理电路35，压力/流量传感器23的输出端通过信号处理电路35和微处理器32相连。从而可方便获取气嘴21处还带有压力/流量传感器23，以此可获知高压电缆的缓冲层修复作业是否发生异常。例如，如果检测到远离导电气溶胶发生器1的输出端的气嘴21一侧的压力/流量低于设定值，则可能是高压电缆的空腔20外侧发生破损导致导电气溶胶从破损处泄漏。
32.本实施例中，导电气溶胶发生器1为石墨烯气溶胶发生器。本实施例中，石墨烯气溶胶发生器具体采用石墨电极碳黑气溶胶发生器(gfg 1000/3000)，具体包括一个气溶胶发生器和石墨电极，通过气溶胶发生器形成气溶胶后，再采用石墨电极产生碳黑颗粒聚合体，原始的碳黑颗粒只有几个纳米大小，最终产生的碳黑聚合体的粒径大小为20nm～150nm(取决于操作条件)，这种方式产生的碳黑颗粒同自然燃烧产生的碳黑颗粒非常类似，输出颗粒浓度稳定而且在较宽的范围内可调，最终碳黑颗粒聚合体和气溶胶混合即可得到石墨烯气溶胶，这种方式产生的碳黑颗粒同自然燃烧产生的碳黑颗粒非常类似，输出颗粒浓度稳定而且在较宽的范围内可调。
33.本实施例中，高压电缆2的基本结构为现有结构：空腔20内侧由内至外依次包括层叠布置的绝缘内半导电屏蔽、主绝缘、绝缘外半导电屏蔽以及缓冲层，其绝缘内半导电屏蔽包裹在金属导体的外侧；空腔20外侧由内至外依次层叠布置的金属护套以及绝缘外护套，金属护套和绝缘外护套两者相互贴合且均为波纹管状。需要说明的是，本实施例方法对于高压电缆2的依赖仅需要缓冲层、金属护套之间存在空腔20，但是并不依赖于缓冲层内侧或者金属护套外侧的具体结构或组成。
34.此外，本实施例还提供一种前述高压电缆的缓冲层修复系统的应用方法，包括：
35.1)预先往待修复的高压电缆2的缓冲层、金属护套之间的空腔中输入干燥热空气或者氮气进行驱潮；
36.2)通过导电气溶胶发生器1往待修复的高压电缆2的缓冲层、金属护套之间的空腔中注入导电气溶胶并持续指定时间，通过所述导电气溶胶附着在待修复的高压电缆的缓冲层缺陷处，形成接近或优于缓冲层电导率的导电层。
37.其中，步骤1)通过往待修复的高压电缆2的缓冲层、金属护套之间的空腔中输入干燥热空气或者氮气进行驱潮，可确保待修复的高压电缆的缓冲层缺陷与导电气溶胶之间的附着能力，可确保形成接近或优于缓冲层电导率的导电层的可靠性和稳定性。
38.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。