电缆系统老化诊断技术研究

（1）基于不对称性的水树老化诊断技术及装置

基于对水树老化的深入理解，首次发现了水树在极化和去极化过程中的损耗具有不对称性，提出了利用在极化和去极化过程中损耗的不对称性作为水树老化的诊断判据，基于不对称性，可以对不同的老化类型进行分类识别。具体可参见（周凯等，专著，中高压电缆系统老化诊断及修复，科学出版社，2018，pp.104-110,周凯，黄明等，高电压技术，2017年录用）。基于此，申请了发明专利（周凯等，10kV XLPE电力电缆绝缘老化评估方法及系统，2018，公示中）。

在极化去极化理论基础上，开发了相关的测试装置并应用，经历了两次改进，并取得了一定的经济和社会价值。已提交中电联的团体标准（运用极化-去极化电流法的容性设备绝缘性能试验方法），中核集团的团体标准（核电电缆的极化去极化电流测试技术导则），并在国内多家单位进行了推广和应用，四川电网、中国工程物理研究院、广西电网、云南电网、浙江电网、中核集团、四川新蓉电缆、尚纬股份等企业进行了应用。产生的经济效益上千万元。

（2）提出基于反射系数谱的水树定位方法及装置

运行电缆的老化缺陷诊断的最大挑战是定位技术，过去的TDR（时域反射定位）技术仅能进行故障定位，不能对微弱缺陷进行定位。目前国内外的研究者主要是基于宽频阻抗谱实现老化缺陷定位，参见（Y．Ohki，et al., IEEE Trans. Dieletr. Electr. Insul., 2013; Zhiqiang Zhou, et al., IEEE Trans. Dieletr. Electr. Insul., 2015)。然而，由于该方法利用IFFT与固定窗函数对电缆频率参数进行处理，定位精度存在一定局限，且没有研究实际电缆的水树特征与反射特征的关系。申请人提出了基于反射系数谱实部的频域老化缺陷定位技术，首次采用频域滑动加窗方法，提高了定位的精度，具体参见（谢敏，周凯等，电网技术，2017）。

基于该方法申请的发明专利已授权，参见（周凯等，一种高灵敏度电力电缆局部缺陷诊断方法，2018）。基于该原理开发了现场检测装置，并验证了反射系数谱对水树的定位效果，和国外同类装置对水树缺陷的定位效果对比如图所示。该装置不仅可以定位水树，也可定位其它类型的缺陷，已在中核集团、新蓉电缆有限公司、尚纬股份、四川电网、云南电网、成都供电公司使用，对新电缆和运行电缆的缺陷进行了定位，产生的经济效益上千万元。