CN101696995B - 同轴高压直流塑料电缆空间电荷测量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测量技术领域的同轴高压直流塑料电缆空间电荷测量系统，包括：四根引导螺杆、电缆夹具、下电极铝板、压电薄膜、有机玻璃声波吸收层和接地金属屏蔽盒，其中：下电极铝板上表面有四个引导螺杆安装孔，电缆夹具上有四个与四根引导螺杆位置对应的通孔，四根引导螺杆穿过电缆夹具上的四个通孔并通过四个引导螺杆安装孔与下电极铝板的上表面相连，电缆夹具带弧度的一面朝向下电极铝板上表面，压电薄膜和有机玻璃声波吸收层位于接地金属屏蔽盒内，接地金属屏蔽盒与下电极铝板的下表面相连。本发明采用线接触方式，实现不同线径、不同厚度的同轴高压直流塑料电缆空间电荷的测量，且该系统为平板结构，加工简单，安装调试方便。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种测量技术领域的系统，具体是一种同轴高压直流塑料电缆空间电荷测量系统。
背景技术
电声脉冲法是一种流行的用于绝缘开发的空间电荷分布测量手段。电声脉冲法在高压直流塑料电缆绝缘开发领域优势明显，能够观察高电场强度长时间作用下绝缘材料中的空间电荷行为。针对电缆的同轴结构，常采用面接触的方式加载实测试样。
经对现有的文献检索发现，Y.Li和T.Takada在《Electrical Insulation Magazine(电绝缘杂志)》上发表的“Progress in Space Charge Measurement of SolidInsulating Materials in Japan(日本在固体绝缘材料的空间电荷测量的改进)”一文中提供了面接触方式加载试样的电极系统，该系统中的电极铝板被加工成扇形以贴合电缆绝缘层的外表面，由于电极系统几何形状由被测电缆试样的外形尺寸决定，因此该系统只适用于单一尺寸电缆试样的测量，且下电极铝板的特殊形状增加了加工难度，也为电极系统的安装调试带来很大的困难。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种同轴高压直流塑料电缆空间电荷测量系统，本发明采用线接触完成不同线径、不同厚度高压直流塑料电缆绝缘层中空间电荷分布的测量任务，加工简单，安装调试方便。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：四根引导螺杆、电缆夹具、下电极铝板、压电薄膜、有机玻璃声波吸收层和接地金属屏蔽盒，其中：下电极铝板上表面设有四个引导螺杆安装孔，电缆夹具上有四个与四根引导螺杆位置对应的通孔，四根引导螺杆穿过电缆夹具上的四个通孔并通过四个引导螺杆安装孔与下电极铝板的上表面相连，电缆夹具带弧度的一面朝向下电极铝板上表面，压电薄膜和有机玻璃声波吸收层位于接地金属屏蔽盒内，接地金属屏蔽盒与下电极铝板的下表面相连。
所述的下电极铝板是平板结构，下电极铝板的上表面设有一凸出的长方体，该长方体相对于下电极铝板上表面的高度范围为3mm-8mm，长度范围为45mm-55mm，宽度范围为45mm-55mm；下电极铝板的下表面设有一回字形凹槽，该凹槽位于下电极铝板上表面的凸起长方体的正下方，该凹槽外围矩形的长度与凸起长方体的宽度相等，外围矩形的宽度范围为25mm-35mm，内部矩形的长度范围为15mm-25mm，内部矩形的宽度范围为5mm-15mm，该回字形凹槽内设有一聚四氟乙烯矩形管，该管与接地金属屏蔽盒相连。
所述的电缆夹具的通孔的直径范围是8mm-14mm，电缆夹具的厚度范围是20mm-35mm。
所述的压电薄膜是平板结构。
所述的有机玻璃声波吸收层是平板结构。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：采用线接触方式，实现不同线径、不同厚度的同轴高压直流塑料电缆空间电荷的测量，且该系统为平板结构，加工简单，安装调试方便。
附图说明
图1为实施例的结构示意图；
图2为下电极铝板上表面的结构示意图；
图3为下电极铝板下表面的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括：引导螺杆1、电缆夹具2、下电极铝板4、压电薄膜5、接地金属屏蔽盒6和有机玻璃声波吸收层7，其中：下电极铝板4上表面有四个引导螺杆安装孔，电缆夹具2上有四个与四根引导螺杆位置对应的通孔，四根引导螺杆1穿过电缆夹具2上的四个通孔并与下电极铝板4的四个引导螺杆安装孔相连，电缆夹具2带弧度的一面朝向下电极铝板4上表面，压电薄膜5和有机玻璃声波吸收层7位于接地金属屏蔽盒6内，接地金属屏蔽盒6与下电极铝板4的下表面相连，待测电缆3位于电缆夹具2和下电极铝板4间。
所述的下电极铝板4、压电薄膜5和有机玻璃声波吸收层7均是平板结构。
如图2所示，所述的下电极铝板4的上表面设有一凸出的长方体8，该长方体8相对于下电极铝板4上表面的高度为5mm，长度为50mm，宽度为50mm。
待测电缆3依靠电缆夹具2的机械力与下电极铝板4紧密接触，由于待测电缆3的绝缘层是塑料材料，在压力作用下，该塑料材料将有一个微弱形变，长方体8使得待测电缆3被测区域与下电极铝板4呈线接触，而其它非被测区域有自由空间。
如图3所示，所述的下电极铝板4的下表面设有一回字形凹槽9，该凹槽9位于下电极铝板4上表面的凸起长方体8的正下方，该凹槽9外围矩形的长度与凸起长方体9的宽度相等，外围矩形的宽度为30mm，内部矩形的长度为20mm，内部矩形的宽度为10mm，该回字形凹槽9内设有一聚四氟乙烯矩形管，该管与接地金属屏蔽盒6相连，保证下电极铝板4与接地金属屏蔽盒6绝缘。
所述的电缆夹具2的通孔的直径是10mm，电缆夹具2的厚度是30mm。
本实施例测量前，需要先将被测电缆3的保护层及外屏蔽层剥离，露出被测绝缘层，并保证外屏蔽层与电缆断面有足够长的距离以防止加压过程中发生沿面放电，利用电缆夹具2将被测电缆3固定在下电极铝板4上，但电缆夹具2不能将被测电缆3夹得过紧，以保证绝缘层外表面与下电极铝板4之间的线接触，在被测绝缘层与下电极铝板4之间滴少许硅油来提高接触效果；测量时需要在被测电缆3线芯上施加一纳秒级半峰宽的高压脉冲，被测电缆3绝缘层内部空间电荷在此脉冲的激励下发出超声波信号，此信号经过下电极铝板4和压电薄膜5，最后由有机玻璃声波吸收层7吸收。压电薄膜5产生的电压即可以反映被测电缆3绝缘层内部的空间电荷分布。
本实施例采用线接触方式，实现不同线径、不同厚度的同轴高压直流塑料电缆空间电荷的测量，且该系统为平板结构，加工简单，安装调试方便。
Claims (8)
1.一种同轴高压直流塑料电缆空间电荷测量系统，其特征在于，包括：四根引导螺杆、电缆夹具、下电极铝板、压电薄膜、有机玻璃声波吸收层和接地金属屏蔽盒，其中：下电极铝板上表面有四个引导螺杆安装孔，电缆夹具上有四个与四根引导螺杆位置对应的通孔，四根引导螺杆穿过电缆夹具上的四个通孔与下电极铝板的四个引导螺杆安装孔相连接，电缆夹具带弧度的一面朝向下电极铝板上表面，压电薄膜和有机玻璃声波吸收层位于接地金属屏蔽盒内，接地金属屏蔽盒与下电极铝板的下表面相连，所述的下电极铝板的上表面设有一凸出的长方体，该长方体使得待测电缆被测区域与下电极铝板呈线接触。
2.根据权利要求1所述的同轴高压直流塑料电缆空间电荷测量系统，其特征是，所述的下电极铝板是平板结构。
3.根据权利要求2所述的同轴高压直流塑料电缆空间电荷测量系统，其特征是，所述的下电极铝板的上表面设有一凸出的长方体，该长方体相对于下电极铝板上表面的高度范围为3mm-8mm，长度范围为45mm-55mm，宽度范围为45mm-55mm。
4.根据权利要求3所述的同轴高压直流塑料电缆空间电荷测量系统，其特征是，所述的下电极铝板的下表面设有一回字形凹槽，该凹槽位于下电极铝板上表面的凸起长方体的正下方，该凹槽外围矩形的长度与凸起长方体的宽度相等，外围矩形的宽度范围为25mm-35mm，内部矩形的长度范围为15mm-25mm，内部矩形的宽度范围为5mm-15mm，该回字形凹槽内设有一聚四氟乙烯矩形管，该管与接地金属屏蔽盒相连。
5.根据权利要求1所述的同轴高压直流塑料电缆空间电荷测量系统，其特征是，所述的电缆夹具的通孔的直径范围是8mm-14mm。
6.根据权利要求1所述的同轴高压直流塑料电缆空间电荷测量系统，其特征是，所述的电缆夹具的厚度范围是20mm-35mm。
7.根据权利要求1所述的同轴高压直流塑料电缆空间电荷测量系统，其特征是，所述的压电薄膜是平板结构。
8.根据权利要求1所述的同轴高压直流塑料电缆空间电荷测量系统，其特征是，所述的有机玻璃声波吸收层是平板结构。
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