CN103983908B - 一种电缆试验用针尖缺陷制作装置及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电缆试验用针尖缺陷制作装置及制作方法，包括电缆夹具、钢针和推针装置，电缆夹具轴向开设有电缆槽，电缆夹具上并位于电缆槽的对称线上开设有贯穿孔，贯穿孔的轴线与电缆槽的轴线相垂直；电缆夹具沿对称线分割为两个模块，两模块通过螺钉固定连接；推针装置包括推进轴和螺旋测微器，可旋转推进轴包括旋转螺母和与旋转螺母螺纹连接的推进螺杆，推进螺杆的前端开设有凹槽；旋转螺母与螺旋测微器的调节螺母传动连接，旋转螺母与调节螺母的外径相等，螺旋测微器的测微螺杆螺距与推进螺杆的螺距相等。钢针经推针装置推进扎入电缆绝缘层内，通过螺旋测微器的读数控制钢针扎入深度，具有电缆针尖缺陷制作方便、快捷、精度高的优点。

Description

一种电缆试验用针尖缺陷制作装置及制作方法

技术领域

本发明涉及一种电缆试验用针尖缺陷制作装置，还涉及一种电缆试验用针尖缺陷制作方法，属于电力试验技术领域。

背景技术

随着材料技术、加工工艺的进步，交联聚乙烯电力电缆在输配电线路上得到广泛应用，已开始逐步取代传统的油浸纸绝缘电缆，但其试验技术却严重滞后于电缆制造及应用技术，在选择试验项目、试验方法时，要从电力电缆实际运行情况出发，全面考虑试验方法的等效性、可靠性，以及试验设备的运输存储、试验方法的灵活。目前，国内外应用于交联聚乙烯电力电缆绝缘检测的试验方法多种多样，主要有：直流耐压试验、工频交流耐压试验、变频谐振耐压试验、0.1Hz超低频耐压试验、阻尼振荡波耐压试验等。

在众多检测方法中，工频交流耐压试验由于最为接近电力电缆实际运行条件，该方法等效性和可靠性最好，但试验设备重量、体积等随着被试验电力电缆容量的增加而增大，由于高压、超高压电力电缆电容量很大，相应的工频交流耐压设备体积和重量也急剧增大，价格昂贵，已逐步不适用于现场实际检测需要，阻尼振荡波等其他耐压方法是除工频交流耐压之外的较为新型的检测方法，尤其是阻尼振荡波耐压试验方法具有设备体积小、重量轻、便于运输、操作方便灵活等优点。因此，进行各类耐压试验方法与工频交流耐压试验的等效性验证，从而将各类耐压试验方法推广应用到电力电缆绝缘检测试验中，以弥补工频交流耐压试验的缺点，将极大地有利于电力电缆绝缘耐压试验技术的发展。

研究其他耐压试验方法与工频交流耐压试验的等效性，重点在于研究各种不同缺陷下交联聚乙烯电力电缆绝缘材料在不同类型电压下和工频交流电压下的击穿特性，以找出它们之间的击穿规律、击穿等效系数并进行差异性分析。常用人造模拟电缆绝缘缺陷中，针尖缺陷、针气隙缺陷最为典型，这两类缺陷用来模拟扎入电缆绝缘层中的金属尖端或悬浮在电缆绝缘内的金属杂质和电缆绝缘生产过程中残留在绝缘层内的气隙。但现有技术中没有用于制作电缆针尖缺陷的制作装置，试验人员必须依靠手工制作针尖缺陷，导致电缆针尖缺陷制作不便、合格率不高、工作效率低下；另外，由于电缆针尖缺陷对于金属尖端扎入深度有严格的试验要求，手工制作针尖缺陷必然导致针尖扎入深度难以控制，精确度也难以保证，最终导致试验数据不准确，影响试验结果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种电缆试验用针尖缺陷制作装置，解决现有技术中电缆试验用针尖缺陷制作不便、合格率低、针尖扎入深度难以控制导致试验结果不准确的技术问题。

本发明的目的是这样实现的：一种电缆试验用针尖缺陷制作装置，包括电缆夹具、钢针和用于控制钢针插入深度的推针装置，所述电缆夹具轴向开设有用于容置电缆的电缆槽，电缆夹具上并位于所述电缆槽的对称线上开设有若干贯穿孔，所述贯穿孔的轴线与电缆槽的轴线相垂直；电缆夹具沿所述对称线分割为两个模块，两所述模块通过螺钉固定连接；所述推针装置包括可旋转推进轴和螺旋测微器，可旋转推进轴包括旋转螺母和与所述旋转螺母螺纹连接的推进螺杆，所述钢针可拆卸地安装于推进螺杆的前端；所述旋转螺母与螺旋测微器的调节螺母传动连接，旋转螺母与调节螺母的外径相等，所述螺旋测微器的测微螺杆螺距与推进螺杆的螺距相等。

所述钢针包括一体设置的方柱体状针尾段、圆柱体状针中段和圆锥状针尖段，针尾段的方形底面内接于针中段圆形顶面，针中段的圆形底面与针尖段的圆形底面相吻合。

所述贯穿孔包括孔径大小不等的A类孔和B类孔，所述A类孔和B类孔相互间隔设置；所述钢针包括贯穿插入A类孔的A类钢针和贯穿插入B类孔的B类钢针。

所述A类孔的直径为1.25~3.5毫米，所述B类孔的直径为0.2~0.8毫米，所述A类钢针的针中段截面直径为1~3毫米，所述B类钢针的针中段截面直径为0.15~0.75毫米，A类钢针、B类钢针的针尖曲率半径为9~11微米。

所述A类孔和B类孔的间隔距离为2~4厘米。

所述旋转螺母与调节螺母通过联动带传动连接，所述旋转螺母上还连接有用于转动旋转螺母的旋钮。

所述推进螺杆的前端开设有用于安装钢针的凹槽，凹槽的槽壁设有用于固定钢针的锁紧螺钉。

与现有技术相比，本发明提供的电缆试验用针尖缺陷制作装置所产生的有益效果是：提供了一种电缆试验用针尖缺陷制作装置，解决了手工制作电缆针尖缺陷导致合格率低下的技术问题，使电缆针尖缺陷制作实现机械化，制作方便快捷、合格率高，有效提高了工作效率；采用螺旋测微器测量钢针扎入深度，使钢针扎入深度易于控制，进一步提高针尖缺陷制作的合格率和精确度，使试验结果更加准确可靠。

本发明的另一目的在于提供一种电缆试验用针尖缺陷制作方法，具有电缆针尖缺陷制作方便、快捷、精度高的优点。

本发明所采用的技术方案是：一种电缆试验用针尖缺陷制作方法，包括如下步骤：

步骤一：将待试验的电缆剥去外半导电层，置于烘箱内进行恒温加热，使电缆绝缘层软化；

步骤二：将绝缘层已软化的电缆放于电缆夹具的电缆槽内，用螺钉将电缆夹具的两个模块旋紧固定；

步骤三：将钢针的针尖段垂直插入对应孔径的贯穿孔内，针尾段与推进螺杆的前端固定连接，当钢针的针尖抵靠在电缆绝缘层上时，转动推针装置的旋转螺母，推进螺杆向前推进，根据螺旋测微器的读数判断钢针扎入电缆绝缘层的深度；

步骤四：取下螺旋测微器并退出推针装置，松下螺钉打开两个模块，使钢针留在电缆绝缘层内，形成针尖缺陷；

步骤五：将含有针尖缺陷的电缆放回烘箱内保温，去除制作应力，电缆针尖缺陷制作完成，可投入试验使用。

所述烘箱加热温度为60~80℃，加热时间为8~12小时。

所述烘箱保温温度为60~80℃，保温时间为9~11小时。

与现有技术相比，本发明提供的电缆试验用针尖缺陷制作方法所达到的有益效果是：取代了现有技术中电缆针尖缺陷纯手工制作的工艺，使电缆针尖缺陷制作实现机械化，显著提高了电缆针尖缺陷制作的合格率和精确度，保证了试验结果的可信度；本制作方法操作方便快捷，显著增加了试验人员的工作效率。

附图说明

图1是本发明提供的电缆试验用针尖缺陷制作装置的结构示意图。

图2是图1中电缆夹具的局部半剖视图。

图3是图2的A向视图。

图4是图1中钢针的结构示意图。

图5是钢针与推进螺杆连接结构示意图。

图中：1.螺旋测微器；1a.调节螺母；1b.测微螺杆；2.钢针；2a.针尾段；2b.针中段；2c.针尖段；3.电缆夹具；3a.A类孔；3b.B类孔；3c.电缆槽；4.螺钉；5a.旋转螺母；5b.推进螺杆；5c.旋钮；6.联动带；7.锁紧螺钉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1至图3所示，电缆试验用针尖缺陷制作装置，电缆夹具3呈方柱体状，用于容置电缆的电缆槽3c沿电缆夹具3的中心线轴向开设。电缆夹具3的前后壁上开设有贯穿孔，贯穿孔沿电缆槽3c的对称线从左至右呈直线型分布，贯穿孔的轴线与电缆槽3c的轴线相垂直。电缆夹具3沿贯穿孔的分布线即电缆槽3c的对称线分割为两个模块，两个模块上开设有螺钉孔，螺钉4插入螺钉孔内将两模块固定在一起。将电缆夹具3拆分为两个模块的设计结构不仅具有拆卸方便的优点，且可避免电缆夹具3拆卸时触动扎入电缆绝缘层的钢针2，保证钢针2扎入精度。用于控制钢针2插入深度的推针装置包括可旋转推进轴和螺旋测微器1。可旋转推进轴包括旋转螺母5a和推进螺杆5b，推进螺杆5b的尾端通过螺纹与旋转螺母5a连接，前端与钢针2可拆卸连接。如图5所示，推进螺杆5b的前端开设有用于安装钢针2的凹槽，凹槽的形状与钢针2的针尾段2a相匹配，凹槽的口径略大于针尾段2a的截面，凹槽的侧壁上开设螺钉孔，螺钉孔与凹槽连通，钢针2的针尾段2a插入凹槽内，锁紧螺钉7穿过螺钉孔将钢针2顶紧，实现钢针2与推进螺杆5b的固定连接。旋转螺母5a与螺旋测微器1的调节螺母1a通联动带6传动连接，旋转螺母5a上还连接有用于转动旋转螺母5a的旋钮5c。旋转螺母5a与调节螺母1a的外径相等，螺旋测微器1的测微螺杆1b螺距与推进螺杆5b的螺距相等，保证旋转螺母5a和调节螺母1a旋转相同角度时，测微螺杆1b行走距离等于推进螺杆5b的推进距离，此时，螺旋测微器1的读数即为推进螺杆5b的推进距离，等于钢针2扎入电缆绝缘层的深度。电缆夹具3上的贯穿孔分为孔径大小不等的A类孔3a和B类孔3b，A类孔3a和B类孔3b相互间隔设置，对应的，钢针2分为贯穿插入A类孔3a的A类钢针和贯穿插入B类孔3b的B类钢针。

如图4所示，为钢针2的结构示意图，钢针2选用强度较高的锰钢制作，防止钢针2使用过程中出现弯折。钢针2包括一体设置的方柱体状针尾段2a、圆柱体状针中段2b和圆锥状针尖段2c，针尾段2a的方形底面内接于针中段2b圆形顶面，针中段2b的圆形底面与针尖段2c的圆形底面相吻合。A类孔3a的直径为1.25~3.5毫米，B类孔3b的直径为0.2~0.8毫米。A类钢针的针中段2b截面直径为1~3毫米，B类钢针的针中段2b截面直径为0.15~0.75毫米，A类钢针、B类钢针的针尖曲率半径为9~11微米，A类孔3a和B类孔3b的间隔距离为2~4厘米。优选的：A类孔3a的直径为1.25毫米，对应的A类钢针的针中段2b截面直径为1毫米，B类孔3b的直径为0.625毫米，对应的B类钢针的针中段2b截面直径为0.5毫米，A类孔3a和B类孔3b的间隔距离3厘米。

采用上述电缆试验用针尖缺陷制作装置的电缆试验用针尖缺陷制作方法，包括如下步骤：

步骤一：将待试验的电缆剥去外半导电层，置于烘箱内进行恒温加热，使电缆绝缘层软化。烘箱加热温度为60~80℃，加热时间为8~12小时，加热软化后的绝缘层较未软化的绝缘层更易于钢针2扎入，同时也消除了残留在绝缘层内的应力。

步骤二：将绝缘层已软化的电缆放于电缆夹具3的电缆槽3c内，用螺钉4将电缆夹具3的两个模块旋紧固定。电缆的外径不宜大于电缆槽3c的直径，以恰好容置与电缆槽3c内为宜。

步骤三：将钢针2的针尖段2c垂直插入对应孔径的贯穿孔内，针尾段2a与推进螺杆5b的前端固定连接，当钢针2的针尖抵靠在电缆绝缘层上时，转动推针装置的旋转螺母5a，推进螺杆5b向前推进，根据螺旋测微器1的读数判断钢针2扎入电缆绝缘层的深度。为防止推针装置和螺旋测微器1在推进钢针2的过程中发生移位，最好将推针装置和螺旋测微器1固定安装于支架上，减少钢针2扎入深度测量误差。

步骤四：取下螺旋测微器1并退出推针装置，松下螺钉4打开两个模块，使钢针2留在电缆绝缘层内，形成针尖缺陷。

步骤五：将含有针尖缺陷的电缆放回烘箱内保温，烘箱保温温度为60~80℃，保温时间为9~11小时，以去除制作应力，电缆针尖缺陷制作完成，可投入试验使用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电缆试验用针尖缺陷制作装置，其特征在于，包括电缆夹具、钢针和用于控制钢针插入深度的推针装置，所述电缆夹具轴向开设有用于容置电缆的电缆槽，电缆夹具上并位于所述电缆槽的对称线上开设有若干贯穿孔，所述贯穿孔的轴线与电缆槽的轴线相垂直；电缆夹具沿所述对称线分割为两个模块，两所述模块通过螺钉固定连接；所述推针装置包括可旋转推进轴和螺旋测微器，可旋转推进轴包括旋转螺母和与所述旋转螺母螺纹连接的推进螺杆，所述钢针可拆卸地安装于推进螺杆的前端；所述旋转螺母与螺旋测微器的调节螺母传动连接，旋转螺母与调节螺母的外径相等，所述螺旋测微器的测微螺杆螺距与推进螺杆的螺距相等。

2.根据权利要求1所述的电缆试验用针尖缺陷制作装置，其特征在于，所述钢针包括一体设置的方柱体状针尾段、圆柱体状针中段和圆锥状针尖段，针尾段的方形底面内接于针中段圆形顶面，针中段的圆形底面与针尖段的圆形底面相吻合。

3.根据权利要求2所述的电缆试验用针尖缺陷制作装置，其特征在于，所述贯穿孔包括孔径大小不等的A类孔和B类孔，所述A类孔和B类孔相互间隔设置；所述钢针包括贯穿插入A类孔的A类钢针和贯穿插入B类孔的B类钢针。

4.根据权利要求3所述的电缆试验用针尖缺陷制作装置，其特征在于，所述A类孔的直径为1.25~3.5毫米，所述B类孔的直径为0.2~0.8毫米，所述A类钢针的针中段截面直径为1~3毫米，所述B类钢针的针中段截面直径为0.15~0.75毫米，A类钢针、B类钢针的针尖曲率半径为9~11微米。

5.根据权利要求3所述的电缆试验用针尖缺陷制作装置，其特征在于，所述A类孔和B类孔的间隔距离为2~4厘米。

6.根据权利要求1所述的电缆试验用针尖缺陷制作装置，其特征在于，所述旋转螺母与调节螺母通过联动带传动连接，所述旋转螺母上还连接有用于转动旋转螺母的旋钮。

7.根据权利要求1所述的电缆试验用针尖缺陷制作装置，其特征在于，所述推进螺杆的前端开设有用于安装钢针的凹槽，凹槽的槽壁设有用于固定钢针的锁紧螺钉。

8.一种电缆试验用针尖缺陷制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将待试验的电缆剥去外半导电层，置于烘箱内进行恒温加热，使电缆绝缘层软化；

步骤二：电缆夹具轴向开设有用于容置电缆的电缆槽，电缆夹具上并位于所述电缆槽的对称线上开设有若干贯穿孔，所述贯穿孔的轴线与电缆槽的轴线相垂直；电缆夹具沿所述对称线分割为两个模块，两所述模块通过螺钉固定连接；将绝缘层已软化的电缆放于电缆夹具的电缆槽内，用螺钉将电缆夹具的两个模块旋紧固定；

步骤三：钢针包括一体设置的方柱体状针尾段、圆柱体状针中段和圆锥状针尖段，针尾段的方形底面内接于针中段圆形顶面，针中段的圆形底面与针尖段的圆形底面相吻合；将钢针的针尖段垂直插入对应孔径的贯穿孔内，针尾段与推进螺杆的前端固定连接，当钢针的针尖抵靠在电缆绝缘层上时，转动推针装置的旋转螺母，推进螺杆向前推进，根据螺旋测微器的读数判断钢针扎入电缆绝缘层的深度；

步骤四：取下螺旋测微器并退出推针装置，松下螺钉打开两个模块，使钢针留在电缆绝缘层内，形成针尖缺陷；

步骤五：将含有针尖缺陷的电缆放回烘箱内保温，去除制作应力，电缆针尖缺陷制作完成，可投入试验使用。

9.根据权利要求7所述的电缆试验用针尖缺陷制作方法，其特征在于，所述烘箱加热温度为60~80℃，加热时间为8~12小时。

10.根据权利要求7或8所述的电缆试验用针尖缺陷制作方法，其特征在于，所述烘箱保温温度为60~80℃，保温时间为9~11小时。