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本发明公开了一种基于气体检测的高压电缆缓冲层烧蚀故障诊断方法及系统,属于电力设备电气绝缘检测领域,首次创新地使用气体来判断电缆缓冲层烧蚀故障,由于缓冲层在发生烧蚀故障时,会伴随着氢气、甲烷等气体产物的生成,因此可以将此作为反应缓冲层烧蚀故障的关键特征参量,根据采集到的气体的成分以及浓度来诊断烧蚀故障,本发明的方法操作简单,可实施性强,诊断结果可靠,且诊断过程可以重复,为实际高压电缆线路缓冲层烧蚀故障的检测与诊断提供了重要的参考价值。

在高压电缆的铝护套的波峰处去除电缆的部分外护套，暴露出铝护套，铝护套暴露区域的直径约为5～15mm，然后对铝护套进行微型打孔，孔径为1～8mm采用与打孔孔径匹配的修复铝钉，将修复铝钉安装到气孔处，使铝钉与铝护套紧密配合，然后采用封铅法将修复铝钉与电缆铝护套热熔焊接为密封的整体，然后在打孔处绕包绝缘胶带以及PVC带，修复外护套的密闭性。

高压电缆缓冲层烧蚀故障是近年来频繁出现的电缆故障类型，主要表现为在电缆铝护套、缓冲层以及绝缘屏蔽层出现白色粉末，缓冲层存在烧蚀孔洞，以及铝护套的腐蚀现象。已有大量研究针对缓冲层烧蚀故障进行了研究，揭示了缓冲层烧蚀故障的起因。一方面，高压电力电缆在实际制造、运输、安装和运行的过程中，会不可避免地受到外界的挤压、扭曲甚至过度弯折等情况，导致电力电缆中的铝护套与缓冲层发生过盈接触或不良接触等不均匀接触的情形。这种不均匀接触会导致缓冲层中流过的泄露电流不均匀，使得缓冲层局部发生烧蚀劣化，并在缓冲层、铝护套以及绝缘屏蔽层表面形成烧蚀白斑。另一方面，在电缆的生产、存放以及运行的过程中会有水分进入到电力电缆中。缓冲层在有水分的环境下，会使得铝护套发生电化学腐蚀，生成烧蚀白斑。通常认为烧蚀白斑的成分为Na2CO3、Na2HCO3及Al2O3等白色粉末状物质，这些物质将使高压电缆皱纹铝护套与缓冲层之间出现高阻连接，容易引起发热过度甚至局部放电，严重危害电缆的正常运行，极易导致电力电缆故障，造成了大量的经济损失。

可以看出，缓冲层烧蚀故障会严重威胁电缆的安全稳定性以及可靠性，及时发现并排查出高压电缆的缓冲层烧蚀故障对于维护输电线路的安全稳定运行、降低电缆故障带来的经济损失具有重要的实际意义与价值。

然而，由于缓冲层烧蚀故障的机理复杂，目前的缓冲层烧蚀检测手段，包括局部放电测试、X射线成像技术等，其准确度与推广度均无法满足实际电缆线路缓冲层烧蚀故障检测与诊断的要求，导致输电线路中大量潜在的缓冲层烧蚀故障无法被及时有效地发觉，对电力系统的安全与稳定运行构成了极大的隐患。

故本发明在电力设备电气绝缘检测领域有着广泛的应用前景。

发明人：高建 李建英 张浩然 武康宁

西安交通大学是我国最早兴办、享誉海内外的著名高等学府，是教育部直属重点大学。西迁以来，一代代交大人扎根西部、服务国家，为西部发展和国家建设作出了卓越贡献，以实际行动铸就了第一批纳入中国共产党人精神谱系的西迁精神。2017年12月，习近平总书记对学校15位老教授来信作出重要指示。在2018年新年贺词中，习近平总书记再次提到“西安交大西迁的老教授”。2020年4月22日，习近平总书记来校考察并发表重要讲话，强调西迁精神的核心是爱国主义，精髓是听党指挥跟党走，与党和国家、与民族和人民同呼吸、共命运，勉励师生在新时代创造属于我们这代人的历史功绩，给全校师生以巨大关怀和极大鼓舞，为学校新时代建设中国特色世界一流大学提供了根本遵循和行动指南。

本发明公开的基于气体检测的高压电缆缓冲层烧蚀故障诊断方法，首次创新地使用气体来判断电缆缓冲层烧蚀故障，由于缓冲层在发生烧蚀故障时，会伴随着氢气、甲烷等气体产物的生成，因此可以将此作为反应缓冲层烧蚀故障的关键特征参量，根据采集到的气体的成分以及浓度来诊断烧蚀故障，本发明的方法操作非常简单，可实施性强，诊断结果可靠，且诊断过程可以重复，为实际电缆线路缓冲层烧蚀故障的检测与诊断提供了重要的参考价值。

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