基于缓冲层外表面积的缓冲层烧蚀隐患电缆段筛查方法技术

本发明专利技术涉及一种基于缓冲层外表面积的缓冲层烧蚀隐患电缆段筛查方法，其技术特点是：根据单个皱纹节距内缓冲层与皱纹护套接触部分面积和单个皱纹节距内缓冲层与皱纹护套未接触部分面积，近似计算高压电力电缆缓冲层外侧表面积；根据高压电力电缆缓冲层外侧表面积，通过计算故障电缆段的接触比率得到缓冲层烧蚀隐患电缆段筛查阈值，通过缓冲层烧蚀隐患电缆段筛查阈值筛查缓冲层烧蚀隐患电缆段。本发明专利技术设计合理，通过近似计算高压电力电缆缓冲层外侧表面积，实现高压电缆缓冲层烧蚀隐患电缆段筛查功能，可用于高压电力电缆皱纹护套与缓冲层尺寸配合情况进行性能评价，并给出了存量电缆的缓冲层烧蚀隐患电缆段列表，为高压电力电缆运维检修提供参考。

【技术实现步骤摘要】
基于缓冲层外表面积的缓冲层烧蚀隐患电缆段筛查方法
本专利技术高电压与绝缘
，尤其是一种基于缓冲层外表面积的缓冲层烧蚀隐患电缆段筛查方法。
技术介绍
近年来，高压电力电缆缓冲层烧蚀引发的故障数量逐渐增多，缓冲层烧蚀隐患已成为威胁电网安全的重要隐患之一。目前高压电力电缆的缓冲层烧蚀隐患电缆段筛查方法仍十分初级，通常采取汇总出现过此类故障的电缆供应商列表，将列表中供应商其它未故障电缆列为隐患电缆的方法。该方法通常会得出若干供应商大量高压电力电缆需要技术改造或更换，但其它供应商产品完全无隐患的结果。该筛查方法未计入具体电缆的技术信息，一方面容易高估筛查出的供应商列表的电缆产品隐患，另一方面容易忽视其它供应商电缆产品的风险。因此有必要开发结合电缆信息的烧蚀隐患筛查方法。通常阻水缓冲层烧蚀发生一般伴随有如下两点现象：(1)阻水缓冲层受潮；(2)皱纹护套、缓冲层与绝缘屏蔽材料的电气连接相对较弱。前者可以在电缆生产阶段以及施工阶段增强管控加以预防。后者由于短时间内找到皱纹铝护套-阻水缓冲层-绝缘屏蔽材料这一组合的替代仍有困难。所以在材料无法变更的前提下，在缓冲带已紧密绕包在绝缘屏蔽的条件下，皱纹护套与缓冲层的接触面积，就成为了决定皱纹护套与绝缘屏蔽层电气连接的关键信息，可以据此开发筛查缓冲层烧蚀隐患的方法。忽略电缆弯曲带来的影响，皱纹护套与缓冲层接触面积(以下简称接触面积)直观的估计方法是以包覆在电缆上缓冲层外侧圆形沿电缆轴向构成的圆筒形面积，或以皱纹护套内侧“波谷”位置圆形沿电缆轴向构成的圆筒形面积作为接触面积的估计值。此类方法的前提是皱纹护套与缓冲层完全紧密接触，与工程实际不相符合，在分析电气连接情况时会带来很大误差。故接触面积这项关键技术参数目前仍缺乏有效的计算手段，该问题的求解主要存在以下几方面挑战：(1)电力电缆供应商普遍应用金属皱纹生产线进行皱纹护套的生产。通过皱纹节距与皱纹深度两项生产参数对护套皱纹技术参数进行管控。该方式无法直接确定光滑皱纹以曲率半径为典型的形状参数。此外，由于皱纹护套存在峰谷位置，在电缆轴向方向上与缓冲层的接触方式一般为间断形。这些问题为皱纹护套与缓冲层接触面积的数学建模以及计算带来困难。(2)目前皱纹护套与缓冲层在尺寸配合方面仍缺乏相应标准约束。综合考虑电缆机械强度、轴向阻水等多方面性能要求的情况下，不同电力电缆供应商在皱纹护套内侧“波谷”直径是否大于含缓冲层电缆外侧直径这个问题上采取不同的技术方案。因此在重力作用下，部分供应商的电缆上方的皱纹护套内侧与缓冲层没有形成有效接触，如图1所示；部分供应商的电缆上方的皱纹护套内侧与缓冲层形成有效接触，如图2所示。显然，需要能够兼顾两种情况的计算方法。(3)早期电缆缺少出厂试验报告等信息，导致电缆基础资料不全，难以为计算接触面积提供足够的信息。因此，皱纹护套与缓冲层接触面积计算方法需具备接入实测数据的能力，以便应对电缆信息不足的情况。如何利用计算高压电力电缆缓冲层外侧表面积并对高压电力电缆缓冲层烧蚀隐患电缆段进行快速筛查是目前迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理且快速准确的基于缓冲层外表面积的缓冲层烧蚀隐患电缆段筛查方法。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种基于缓冲层外表面积的缓冲层烧蚀隐患电缆段筛查方法，包括以下步骤：步骤1、根据单个皱纹节距内缓冲层与皱纹护套接触部分面积和单个皱纹节距内缓冲层与皱纹护套未接触部分面积，近似计算高压电力电缆缓冲层外侧表面积；步骤2、根据高压电力电缆缓冲层外侧表面积，通过计算故障电缆段的接触比率得到缓冲层烧蚀隐患电缆段筛查阈值，通过缓冲层烧蚀隐患电缆段筛查阈值筛查缓冲层烧蚀隐患电缆段。而且，所述步骤1的具体实现方法为：步骤1.1、根据电缆出厂试验报告或实测结果，整理得到以下数据：电缆段长度dcable标称值，皱纹护套内侧半径dOA标称值，含缓冲层电缆外侧半径dO’C标称值，含绝缘屏蔽电缆外侧半径dO’B标称值，皱纹节距dlen标称值，皱纹深度ddep标称值，缓冲层最薄点厚度dBB’；步骤1.2、确定所选择的插值方法，得到插值基点ρk，k＝1,…,r，r为插值方法所需插值数据点的个数；步骤1.3、对全部k＝1,…,r，在所关注电缆或供应商提供同型号同批次电缆上，在不同皱纹内插值基点ρk位置处多点测量皱纹内侧Z方向坐标，取平均值后可得到插值数据点的坐标(ρk,0,zk)；步骤1.4、依据插值数据点(ρk,0,zk)，k＝1,…,r，进行插值计算，得到插值函数表达式f(ρ)；步骤1.5、以下式计算两圆心间距离dOO’：dOO′＝dOA-dO′B-dBB′步骤1.6、判断dBB’+dO‘B+dO’C≤2dOA是否成立，若成立，则电缆上方皱纹护套与缓冲层未接触，皱纹护套与缓冲层接触临界点角度若不成立，则电缆上方皱纹护套与缓冲层有效接触，θA＝π，θ′A＝π；步骤1.7、对下述单个皱纹节距内皱纹护套与缓冲层接触面积SV以及未接触部分面积SU积分进行化简，之后应用数值积分方法，计算得到SV、SU；步骤1.8、依据下式计算得到缓冲层外侧表面积Sco：而且，所述步骤2中通过计算故障电缆段的接触比率得到缓冲层烧蚀隐患电缆段筛查阈值的方法为：⑴对指定电压等级下故障电缆段集合{li}i＝1,...,n，整理出厂电缆数据信息，整理接触面积和缓冲层外侧表面积计算方法所需数据，若数据不充分，则进入步骤⑵；否则进入步骤⑶；⑵对于所有数据不充分的故障电缆段，对故障处理时截取出的电缆段进行实际测试，补齐计算方法所需数据；⑶对全部i＝1,…,n，计算总接触面积，得到Stotal(li)；⑷对全部i＝1,…,n，计算缓冲层外侧表面积，得到Sco(li)；⑸依据下式进行接触比率计算，得到w(li)；⑹汇总计算得到故障电缆段接触比率集合{w(li)}i＝1,...,n，依据下式计算得到该电压等级下缓冲层烧蚀隐患电缆段筛查阈值t：而且，所述步骤2中筛查缓冲层烧蚀隐患电缆段的方法为：⑴对与{li}i＝1,...,n同一电压等级待筛查电缆段集合{qj}j＝1,...,m，j＝1,…,m，整理出厂电缆数据信息，保持与筛查阈值计算过程应用相同的接触面积和缓冲层外侧表面积计算方法，收集接触面积以及缓冲层外侧表面积计算方法所需数据，若数据不充分，则进入步骤⑵；否则进入步骤⑶；⑵对于所有数据不充分的待筛查电缆段，对同型号同批次电缆段进行实际测试，补齐计算方法所需数据；⑶对全部j＝1,…,m，计算总接触面积，得到Stotal(qj)；⑷对全部j＝1,…,m，计算缓冲层外侧表面积，得到Sco(qj)；⑸依据下式进行接触比率计算，得到w(qj)；⑹汇总计算得到待筛查电缆段接触比率集合{w(qj)}j＝1,...,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于缓冲层外表面积的缓冲层烧蚀隐患电缆段筛查方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤1、根据单个皱纹节距内缓冲层与皱纹护套接触部分面积和单个皱纹节距内缓冲层与皱纹护套未接触部分面积，近似计算高压电力电缆缓冲层外侧表面积；/n步骤2、根据高压电力电缆缓冲层外侧表面积，通过计算故障电缆段的接触比率得到缓冲层烧蚀隐患电缆段筛查阈值，通过缓冲层烧蚀隐患电缆段筛查阈值筛查缓冲层烧蚀隐患电缆段。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于缓冲层外表面积的缓冲层烧蚀隐患电缆段筛查方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、根据单个皱纹节距内缓冲层与皱纹护套接触部分面积和单个皱纹节距内缓冲层与皱纹护套未接触部分面积，近似计算高压电力电缆缓冲层外侧表面积；
步骤2、根据高压电力电缆缓冲层外侧表面积，通过计算故障电缆段的接触比率得到缓冲层烧蚀隐患电缆段筛查阈值，通过缓冲层烧蚀隐患电缆段筛查阈值筛查缓冲层烧蚀隐患电缆段。


2.根据权利要求1所述的基于缓冲层外表面积的缓冲层烧蚀隐患电缆段筛查方法，其特征在于：所述步骤1的具体实现方法为：
步骤1.1、根据电缆出厂试验报告或实测结果，整理得到以下数据：电缆段长度dcable标称值，皱纹护套内侧半径dOA标称值，含缓冲层电缆外侧半径dO’C标称值，含绝缘屏蔽电缆外侧半径dO’B标称值，皱纹节距dlen标称值，皱纹深度ddep标称值，缓冲层最薄点厚度dBB’；
步骤1.2、确定所选择的插值方法，得到插值基点ρk，k＝1,…,r，r为插值方法所需插值数据点的个数；
步骤1.3、对全部k＝1,…,r，在所关注电缆或供应商提供同型号同批次电缆上，在不同皱纹内插值基点ρk位置处多点测量皱纹内侧Z方向坐标，取平均值后可得到插值数据点的坐标(ρk,0,zk)；
步骤1.4、依据插值数据点(ρk,0,zk)，k＝1,…,r，进行插值计算，得到插值函数表达式f(ρ)；
步骤1.5、以下式计算两圆心间距离dOO’：
dOO′＝dOA-dO′B-dBB′
步骤1.6、判断dBB’+dO‘B+dO’C≤2dOA是否成立，若成立，则电缆上方皱纹护套与缓冲层未接触，皱纹护套与缓冲层接触临界点角度若不成立，则电缆上方皱纹护套与缓冲层有效接触，θA＝π，θ′A＝π；
步骤1.7、对下述单个皱纹节距内皱纹护套与缓冲层接触面积SV以及未接触部分面积SU积分进行化简，之后应用数值积分方法，计算得到SV、SU；






步骤1.8、依据下式计算得到缓冲层外侧表面积Sco：





3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：房晟辰，孟峥峥，朱明正，于洋，唐庆华，韩涛，王浩鸣，李维博，李旭，周凤争，宋鹏先，赵聪，王晓光，杨磊，张弛，王浩，李楠，徐天石，王洋，李国，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司电力科学研究院，国网天津市电力公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12