高压电力电缆缓冲层烧蚀隐患电缆段快速筛查方法技术

本发明专利技术涉及一种高压电力电缆缓冲层烧蚀隐患电缆段快速筛查方法，其技术特点包括：计算电缆皱纹护套与缓冲层总接触面积；在历史数据中寻找相应的故障电缆段的接触比率，若寻找出相应的故障电缆段的接触比率则进入下一步，否则通过皱纹护套与缓冲层总接触面积计算故障电缆段的接触比率；通过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；利用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。本发明专利技术通过高压电力电缆皱纹护套与缓冲层接触面积计算得到缓冲层与皱纹护套的接触比率，从而进行高压电缆缓冲层烧蚀隐患电缆段快速筛查，且接触比率计算结果可以反复重用，以便缓冲层烧蚀隐患电缆段快速筛查方法使用，从而提升筛查速度。从而提升筛查速度。从而提升筛查速度。

【技术实现步骤摘要】
高压电力电缆缓冲层烧蚀隐患电缆段快速筛查方法


[0001]本专利技术属于高电压与绝缘
，涉及一种隐患电缆段筛查方法，尤其是一种高压电力电缆缓冲层烧蚀隐患电缆段快速筛查方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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：
[0005](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。
[0006](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。
[0007](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。
[0008]为开发高压电力电缆缓冲层烧蚀隐患电缆段快速筛查方法，需要能够有效对接触面积进行计算的手段。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种能够筛查高压电缆缓冲层烧蚀隐患电缆段的一种高压电力电缆缓冲层烧蚀隐患电缆段快速筛查方法。
[0010]本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
[0011]一种高压电力电缆缓冲层烧蚀隐患电缆段快速筛查方法，包括以下步骤：
[0012]步骤1、计算电缆皱纹护套与缓冲层总接触面积S
total
；
[0013]步骤2、在历史数据中寻找相应的故障电缆段的接触比率，若寻找出相应的故障电缆段的接触比率则进入下一步，否则通过皱纹护套与缓冲层总接触面积S
total
计算故障电缆段的接触比率；
[0014]步骤3、通过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；
[0015]步骤4、利用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。
[0016]而且，所述步骤1的具体实现方法为：
[0017]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d
cable
标称值，皱纹护套内侧半径d
OA
标称值，含缓冲层电缆外侧半径d
O
’
C
标称值，含绝缘屏蔽电缆外侧半径d
O
’
B
标称值，皱纹节距d
len
标称值，皱纹深度d
dep
标称值，缓冲层最薄点厚度d
BB
’
。
[0018]②
在电缆径向平面内，以皱纹护套圆心位置O为原点，建立ρ
‑
θ平面极坐标；O
’
为电缆线芯圆心位置，缓冲层与皱纹护套接触的临界点记为A和A
’
，在ρ
‑
θ平面坐标基础上，以电缆轴向方向为Z方向建立三维坐标系ρ
‑
θ
‑
Z，在缓冲层与皱纹护套接触曲面上取任意一点P，记其坐标为(ρ
P
,θ
P
,0)，在z＝0平面上，从原点O向点P做射线，与绝缘屏蔽外侧交点记为B；与缓冲层外侧交点记为C；与皱纹护套内侧交点记为D。
[0019]③
在电缆轴向方向上，以连接皱纹峰谷位置的直线对皱纹曲线进行近似，进而得到皱纹护套与缓冲层接触曲面的一个近似曲面在区间内的插值函数表达式为
[0020][0021]④
计算皱纹护套圆心O与电缆线芯圆心O
’
之间的距离d
OO
’
；
[0022]⑤
判断皱纹护套与缓冲层接触临界点角度，若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电缆上方皱纹护套与缓冲层有效接触，θ
A
＝π；
[0023]⑥
依据下式计算得到单个皱纹节距内皱纹护套与缓冲层接触面积S
V
；
[0024][0025]其中为原点O到C点的距离；
[0026]⑦
依据下式计算得到皱纹护套与缓冲层总接触面积S
total
：
[0027][0028]而且，所述皱纹护套圆心O与电缆线芯圆心O
’
之间的距离d
OO
’
的计算公式为：
[0029]d
OO
′
＝d
OA
‑
d
O
′
B
‑
d
BB
′
。
[0030]而且，所述步骤2的具体实现方法为：
[0031]①
对指定电压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压电力电缆缓冲层烧蚀隐患电缆段快速筛查方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、计算电缆皱纹护套与缓冲层总接触面积S
total
；步骤2、在历史数据中寻找相应的故障电缆段的接触比率，若寻找出相应的故障电缆段的接触比率则进入下一步，否则通过皱纹护套与缓冲层总接触面积S
total
计算故障电缆段的接触比率；步骤3、通过故障电缆段的接触比率的到缓冲层烧蚀隐患电缆段筛查阈值；步骤4、利用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所述的高压电力电缆缓冲层烧蚀隐患电缆段快速筛查方法，其特征在于：所述步骤1的具体实现方法为：
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d
cable
标称值，皱纹护套内侧半径d
OA
标称值，含缓冲层电缆外侧半径d
O
’
C
标称值，含绝缘屏蔽电缆外侧半径d
O
’
B
标称值，皱纹节距d
len
标称值，皱纹深度d
dep
标称值，缓冲层最薄点厚度d
BB
’
；
②
在电缆径向平面内，以皱纹护套圆心位置O为原点，建立ρ
‑
θ平面极坐标；O
’
为电缆线芯圆心位置，缓冲层与皱纹护套接触的临界点记为A和A
’
，在ρ
‑
θ平面坐标基础上，以电缆轴向方向为Z方向建立三维坐标系ρ
‑
θ
‑
Z，在缓冲层与皱纹护套接触曲面上取任意一点P，记其坐标为(ρ
P
,θ
P
,0)，在z＝0平面上，从原点O向点P做射线，与绝缘屏蔽外侧交点记为B；与缓冲层外侧交点记为C；与皱纹护套内侧交点记为D；
③
在电缆轴向方向上，以连接皱纹峰谷位置的直线对皱纹曲线进行近似，进而得到皱纹护套与缓冲层接触曲面的一个近似曲面在区间内的插值函数表达式为
④
计算皱纹护套圆心O与电缆线芯圆心O
’
之间的距离d
OO
’
；
⑤
判断皱纹护套与缓冲层接触临界点角度，若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电缆上方皱纹护套与缓冲层有效接触，θ
A
＝π；
⑥
依据下式计算得到单个皱纹节距内皱纹护套与缓冲层接触面积S
V
；其中为原点O到C点的距离；
⑦
依据下式计算得到皱纹护套与缓冲层总接触面积S
total
：
3.根据权利要求2所述的高压电力电缆缓冲层烧蚀隐患电缆段快速筛查方法，其特征在于：所述皱纹护套圆心O与电缆线芯圆心O
’
之间的距离d
OO
’
的计算公式为：d
OO'
＝d
OA
‑
d
O'B
‑
d
BB'
。4.根据权利要求1所述的高压电力电缆缓冲层烧蚀隐患电缆段快速筛查方法，其特征在于：所述步骤2的具体实现方法为：
①
对指定电压等级下故障电缆段集合{l
i
}
i＝1,...,n
，对全部i＝1,
…
,n，整理出厂报告等电缆数据信息，整理收集皱纹护套与缓冲层总接触面积和基准面积计算所需数据，对于所有数据不充分的故障电缆段l
i
，对故障处理时截取出的电缆段进行实际测试，补齐皱纹护套与缓冲层总接触面积计算所需数据；
②
对全部i＝1,
…
,n的故障电缆段l
i
，查询故障电缆段l
i
之前是否有接触比率计算结果记录，...

【专利技术属性】
技术研发人员：房晟辰，孟峥峥，李旭，朱明正，唐庆华，韩涛，王浩鸣，李维博，于洋，周凤争，宋鹏先，赵聪，杨磊，王晓光，郗晓光，张弛，邢向上，王洋，李国，徐天石，
申请(专利权)人：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：