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专利号: 2018109581427
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电缆径向局部受潮损伤模拟方法,其特征在于,包括以下的模拟及测试步骤:步骤1:组装电缆径向局部受潮损伤模拟装置;

1.1:该电缆径向局部受潮损伤模拟装置,包括隔离箱(1),隔离箱(1)内的底部设置有左横向滑行杆(23)和右横向滑行杆(35);

1.2:该电缆径向局部受潮损伤模拟装置,还包括第一支撑组件(22)和第二支撑组件(25);所述第一支撑组件(22)包括架设在左横向滑行杆(23)上的左支撑柱和架设在右横向滑行杆(35)上的右支撑柱,左、右支撑柱分别连接纵向滑行杆(32)的左、右两端;纵向滑行杆(32)上,通过升降装置套装有一个或两个可纵向移动的U型夹具(12);U型夹具包括用于夹持电缆的横向或纵向的U型夹头,U型夹头上还设置有楔形中空针刺组件(11);所述第二支撑组件(25)与第一支撑组件(22)结构相同;

1.3:该电缆径向局部受潮损伤模拟装置,还包括横向刻度尺(26)和纵向刻度尺(13);

1.4:该电缆径向局部受潮损伤模拟装置,还包括与第一支撑组件(22)结构相同的第三支撑组件(28);

步骤2:电缆径向局部受潮损伤模拟处理;

2.1:准备全新的测试电缆,将其放入40℃恒温干燥箱中12小时,得到无径向局部受潮损伤的电缆;

2.2:准备全新的测试电缆,使用电缆径向局部受潮损伤模拟装置,对测试电缆进行局部受潮损伤处理,将测试电缆15°弯曲,在弯曲处刺入2个楔形中空针刺组件后注入10毫升的蒸馏水,进行4小时的70kPa水压压控处理,得到轻度径向局部受潮损伤的测试电缆;

2.3:准备全新的测试电缆,使用电缆径向局部受潮损伤模拟装置,对测试电缆进行局部受潮损伤处理,将测试电缆90°弯曲,在弯曲处刺入2个楔形中空针刺组件后注入10毫升的蒸馏水,进行8小时的700kPa水压压控处理,得到中度径向局部受潮损伤的测试电缆;

2.4:准备全新的测试电缆,使用电缆径向局部受潮损伤模拟装置,对测试电缆进行局部受潮损伤处理,将测试电缆180°弯曲,在弯曲处刺入2个楔形中空针刺组件后注入10毫升的蒸馏水,进行12小时的7MPa水压压控处理,得到重度径向局部受潮损伤的测试电缆;

步骤3:电缆径向局部受潮损伤故障的检测;

针对步骤1和步骤2经处理后得到的不同径向局部受潮损伤的测试电缆,对其径向损伤程度进行测试,包括以下步骤:

3.1:取无故障电缆,利用局部放电测试仪,在放电量范围100pC-2000pC内平均选取m+1个测试点的放电量,第i个放电量测试点记为qi,i∈[1,m+1],依次测试各放电量测试点qi下的放电频次值,各放电量测试点qi经k次测试后,记录得到该测试点的k个放电频次值即 表示第i个放电量测试点的第j次测试的放电频次值,j∈[1,k],取qi下k次测试的放电次数的平均值,记为 用以绘制放电频次分布PDHD谱,作为参考放电频次分布谱;

3.2:取存在故障的待测试电缆,按步骤3.1的方法分别获得qi下的k个放电频次值即 表示第i个放电量测试点的第j次测试的放电频次值,j∈[1,k],取qi下k次测试的放电次数的平均值,记为 用以绘制放电频次分布PDHD谱,作为待测放电频次分布谱;

3.3:利用牛顿插值方法对参考放电频次分布谱进行拟合,获得对应的频谱数学模型Y0(q)如下:Y0(q)=ε1+ε2(q-q1)+ε3(q-q1)(q-q2)+ε4(q-q1)(q-q2)(q-q3)+····+εn(q-q1)(q-q2)····(q-qn-1)

式中,q1,q2,····qn-1,qn为测试点的放电量; 为频谱数学模型Y0(q)的第一个系数, 是无故障电缆第1个放电量测试点的参考放电频次值;ε2、ε3、ε4…εn分别表示频谱数学模型Y0(q)的第2、3、4、…、n个系数,n的范围满足:n∈[2,m+1];其中,

y0[q1,q2····,qn-1,qn]表示 的差分相关系数;

3.4:利用3.3中所述方式对待测放电频次分布谱进行拟合,获得对应的频谱数学模型YX(q)如下:YX(q)=β1+β2(q-q1)+β3(q-q1)(q-q2)+β4(q-q1)(q-q2)(q-q3)+····+βn(q-q1)(q-q2)····(q-qn-1)

式中,q1,q2,····qn-1,qn是测试点的放电量; 为频谱数学模型YX(q)的第一个系数, 是待测电缆第1个放电量测试点的待测放电频次值,β2、β3、β4…βn分别表示频谱数学模型YX(f)的第2、3、4、…、n个系数,n的范围满足:n∈[2,m+1],其中,…

yX[q1,q2····qn-1,qn]表示 的差分相关系数;

3.5:计算拟合频次曲线数学模型的积分差ΔYXi;

将100pC-2000pC范围内的拟合频次曲线根据步骤3.1和3.2中的m+1个测试点划分为m个计算区段,每个区间以该区间的左端放电量qi下标的i作为区间标号,对于每个区间段内的Y0(q)和YX(q)进行积分差求解,各区段频谱曲线模型的积分差ΔYXi为:式中,i为整数,i的范围满足:i∈[1,m],qi为步骤3.1和3.2中第i个测试点的放电量;

3.6:计算损伤曲线最大偏移量δ,如下:

式中,i为整数,i的范围满足:i∈[1,m],qi为步骤3.1和3.2中第i个测试点的放电量。

2.如权利要求1所述的一种电缆径向局部受潮损伤模拟方法,其特征在于,还包括以下步骤:步骤1:判断最大偏移量δ,若δ≤1则测试电缆无径向局部受潮损伤;若1<δ≤1.5,则测试电缆轻度径向局部受潮损伤,当δ>1.5,继续步骤2;

步骤2:计算径向局部受潮损伤系数ξ:

式中,λmax为极大损伤率,表示在m+1个测试点中,每个测试点进行k次测试时所有大于等于平均值 的放电次数所占比例; 是每个测试点进行k次测试时所有大于等于平均值 的放电频次值,b表示每个点k次测试后所有大于等于平均值的次数;i表示第i个放电量测试点,i的范围满足:i∈[1,m+1];p表示在b次大于等于平均值的数据中的第p个数据,p的范围满足:p∈[1,b];λmin为极小损伤率,表示在m+1个测试点中,每个测试点进行k次测试时所有小于平均值 的放电次数所占比例; 是每个测试点进行k次测试时所有小于平均值 的放电频次值,c表示每个点k次测试后所有小于平均值的次数,i表示第i个放电量测试点,i的范围满足:i∈[1,m+1];l表示在c次小于平均值的数据中的第l个数据,l的范围满足:l∈[1,c];

步骤3:若ξ≤1.5,则测试电缆为中度局部受潮径向损伤;若1.5<ξ≤4.5,则测试电缆为重度局部受潮径向损伤,若ξ>4.5时,径向局部受潮损伤将会严重影响到电缆的正常检测,应立即停止模拟测试。