1.一种电缆异常热点影响下径向损伤模拟和测试方法,其特征在于,包括以下的模拟及测试步骤:步骤1:组装电缆径向损伤模拟装置;
1.1:该电缆径向损伤模拟装置,包括保温外壳(1),保温外壳(1)内的底部设置有左横向移动轨道(32)和右横向移动轨道(33);
1.2:该电缆径向损伤模拟装置,还包括第一支撑组件(27)和第二支撑组件(25);所述第一支撑组件(27)包括架设在左横向移动轨道(32)上的左支撑柱和架设在右横向移动轨道(33)上的右支撑柱,左、右支撑柱分别连接纵向移动轨道1(29)的左、右两端;纵向移动轨道1(29)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1(4);U型夹具包括用于夹持电缆的横向或纵向的U型夹头,U型夹头上还设置有温度传感器1(3)和加热组件1(5);
所述第二支撑组件(25)与第一支撑组件(27)结构相同;
1.3:如步骤1.1中的电缆径向损伤模拟装置,还包括,控制所述加热组件1(5)的控制器(21)、设置在保温外壳(1)内部的环境温度传感器(18),以及横向刻度尺(24)和纵向刻度尺
1(26);
1.4:如步骤1.1中的电缆径向损伤模拟装置,还包括与第一支撑组件(27)结构相同的第三支撑组件(22);
步骤2:异常热点影响下电缆径向损伤处理;
2.1:准备全新的测试电缆(28),将其固定于U型夹具1(4)、U型夹具2(8)、U型夹具3(12)上,并使得上述3个U型夹具呈水平分布,保持加热组件1(5)、加热组件2(9)、加热组件3(13)的温度为80℃~90℃,进行4~5小时的处理,得到未径向损伤的测试电缆;
2.2:准备全新的测试电缆(28),将其固定于U型夹具1(4)、U型夹具2(8)、U型夹具3(12)上,并使得U型夹具1(4)处于纵向移动轨道1(29)的最上端,U型夹具2(8)位于纵向移动轨道
2(30)的中间位置,U型夹具3(12)位于原水平位置,保持加热组件1(5)、加热组件2(9)、加热组件3(13)的温度为100℃~110℃,进行10~15小时的处理,得到轻度径向损伤的测试电缆;
2.3:准备全新的测试电缆(28),将其固定于U型夹具4(34)、U型夹具5(36)、U型夹具3(12)上,并使得U型夹具5(36)处于纵向移动轨道3(31)的最上端,U型夹具4(34)位于纵向移动轨道2(30)的中间位置,U型夹具3(12)位于原水平位置,保持加热组件4(35)、加热组件5(37)、加热组件3(13)的温度为130℃~140℃,进行30~40小时的处理,得到中度径向损伤的测试电缆;
2.4:准备全新的测试电缆(28),将其固定于U型夹具4(34)、U型夹具5(36)、U型夹具3(12)上,并使得U型夹具5(36)处于纵向移动轨道3(31)的中间端,U型夹具4(34)位于纵向移动轨道2(30)的最上端,U型夹具3(12)位于原水平位置,保持加热组件4(35)、加热组件5(37)、加热组件3(13)的温度为140℃~150℃,进行60~80小时的处理,得到重度径向损伤的测试电缆;
步骤3:电缆异常热点影响下径向损伤的测试;
针对步骤1和步骤2中经处理得到的不同径向损伤的测试电缆,对其在异常热点影响下所得到的径向损伤进行测试,包括以下步骤:
3.1:取无故障的电缆,利用局部放电测试仪多次重复测试电缆放电频次分布谱;将所有电缆放电频次分布谱取平均值,作为无故障电缆的参考放电频次分布谱F0,qi;其中,qi为测试过程中的放电量,范围为100pC-2000pC,F0,qi为各放电量qi下的平均放电次数,qi的取点间隔为100pC,i的取值范围满足:i∈[1,20];
3.2:取有故障的待测评电缆,利用局部放电测试仪多次重复测试电缆放电频次分布谱;将所有电缆放电频次分布谱取平均值,作为测评电缆的测评放电频次分布谱Fx,qi;其中,qi为测试过程中的放电量,范围为100pC-2000pC,Fx,qi为各放电量qi下的平均放电次数,qi的取点间隔为100pC,i的取值范围满足:i∈[1,20];
3.3:对参考放电频次分布谱F0,qi和测评放电频次分布谱Fx,qi进行Weibull分布谱转换,首先,确定各放电量的发生概率,如下:式中,P0(qi)和Px(qi)分别为参考和测评状态下,分布谱F0,qi和Fx,qi中放电量qi出现时所代表的概率值;i为整数,且1≤i≤20;qi为步骤3.2中所述测试过程中第i个测试点的放电量;然后,进行纵轴分量的转换,如下:N0(qi)=-ln[1-P0(qi)],
NX(qi)=-ln[1-PX(qi)];
式中,N0(qi)和Nx(qi)分别为参考和测评状态下,Weibull分布谱的纵轴分量;最后,利用转换后的Weibull分布谱坐标,可计算得Weibull分布模型参数α0、β0、αx、βx,如下:式中,α0、β0分别为无故障状态下尺度参数和形状参数,αx、βx则为有故障状态下尺度参数与形状参数;尺度参数α0与αx具有放电量的物理量纲,是放电频次分布谱F0,qi和Fx,qi中出现放电的累计概率分别达到63.2%及以上时的放电量大小;且ε0、εx满足如下关系:ε0,εx∈[1,20];形状参数β0和βx均为无量纲的特征参数;
步骤4:利用计算得到的Weibull分布模型参数α0、β0、αx、βx,分别构建无故障状态和待测评状态下Weibull分布模型函数曲线,并计算曲线最大偏移量,如下:首先,构建出的未故障状态下Weibull分布模型函数曲线G0(q)及对应的最大偏移量D0分别为:式中,i为整数,1≤i≤20;qi为第i个测试点的放电量大小;
然后,构建出的待测评状态下Weibull分布模型函数曲线Gx(q)及对应的最大偏移量Dx分别为:式中,i为整数,1≤i≤20;qi为第i个测试点的放电量大小;
步骤5:计算Weibull分布谱偏移率η,如下:
步骤6:分析判定,包括:
根据η的取值范围,测评电缆为无径向损伤、轻度径向损伤、中度或重度径向损伤,若测评电缆为中度或重度径向损伤,进一步进行判定步骤7,计算待测评电缆的径向损伤系数σX;
步骤7:计算待测评状态电缆的径向损伤系数σX,如下:
式中,αx、βx分别为得到的有故障的待测评状态下Weibull分布模型函数曲线的参数;
根据径向损伤系数σX判定测评电缆为中度径向损伤程度,或是重度径向损伤。