CN104180931B - 一种橡胶应力锥界面压力检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种橡胶应力锥界面压力检测装置，包括金属管、2个端部密封板和压力测试表，其中，所述金属管上设有多个出水孔；所述端部密封板安装在所述金属管两端，其中1个端部密封板上设有注水管；所述压力测试表安装在所述注水管处。还公开了一种橡胶应力锥界面压力检测的方法：将橡胶应力锥扩张后套在金属管上；在金属管两端安装好端部密封板；通过金属管一端的注水管向金属管内部注水；当水流通过出水孔沿接触界面从橡胶应力锥端部流出时，读出压力测试表上显示的压力，从而得到橡胶应力锥的界面压力。本发明解决了环状试样扩张时产生的应力的测量问题，测试过程中所用的材料简单易得，安装测试方法方便快捷，不会对所测产品造成损伤。

Description

一种橡胶应力锥界面压力检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种电缆附件压力检测装置，特别是一种橡胶应力锥界面压力检测装置及方法。

背景技术

电缆附件是电缆线路中不可或缺的组成部分，同时也是整个线路中最薄弱的环节，因此电缆附件的质量对整个电缆线路的运行有着重要的意义。

橡胶应力锥式电缆终端安装施工和工作过程中，电缆与橡胶应力锥内表面的接触压力直接影响整个终端接头的绝缘与电缆表面的放电水平，保持一定界面压力且均匀分布式电缆终端安装可靠运行的重要因素。因此，测量橡胶应力锥扩张后内表面压力对新型电缆终端接头的开发研制和设计十分重要。测试橡胶材料各个国家标准不同，一般是测试橡胶材料的机械性能如拉伸强度、伸长率等，采用的是标准哑铃片试样。而环状试样扩张产生的应力则无法通过此方法测试。电缆附件橡胶材料工作在橡胶件与电缆紧密配合的状态下，故为保证电气性能良好，设计电缆附件结构时需知道橡胶材料对电缆表面的压力情况。

发明内容：

本发明为了解决现有技术中的测量橡胶应力锥环状扩张应力问题，提供一种胶应力锥界面压力检测装置及方法，其技术方案如下：

一种橡胶应力锥界面压力检测装置，由金属管、2个端部密封板和压力测试表组成，其中，所述金属管上设有多个出水孔；所述端部密封板安装在所述金属管两端，其中1个端部密封板上设有注水管；所述压力测试表安装在所述注水管上。

进一步，所述金属管的外径与所要测试的橡胶应力锥配合的电缆绝缘外径相同。

进一步，所述出水孔位于金属管的二分之一处。

进一步，所述出水孔沿金属管圆周方向环状均布。

进一步，所述出水孔的数量根据金属管的直径决定。

一种橡胶应力锥界面压力检测的方法，应用于所述橡胶应力锥界面压力检测装置，检 测橡胶应力锥界面压力，包括以下步骤：

步骤1：选取一段中间带出水孔的金属管代替电缆，金属管外径根据电缆与应力锥内孔的过盈量确定；

步骤2：采用专用扩张拉伸工具将橡胶应力锥扩张后套在金属管上；

步骤3：在金属管两端安装好端部密封板，确保不漏水；

步骤4：在端部密封板上安装压力表，并连接注水设备；

步骤5：通过金属管一端的注水管向金属管内部注水；

步骤6：当水流通过金属管出水孔沿接触界面从橡胶应力锥端部流出时，读出压力测试表上显示的压力，从而得到橡胶应力锥的界面压力。

本发明的有益效果如下：

本发明提供了一种电缆附件橡胶应力锥界面压力的检测方法，此方法解决了环状试样扩张时产生的应力的测量问题。测试过程中所用的材料简单易得，安装测试方法方便快捷，不会对所测产品造成损伤。本发明中所用通过控制金属管外径，以达到测试应力锥在与不同电缆绝缘外径配合下的界面压力的目的，测试方法具有较大的灵活性。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图中数字表示：1、端部密封板2、橡胶应力锥3、出水孔4、金属管5、压力测试表

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

电缆及电缆终端的电场强度和电压有关，电缆终端的电场分布比电缆本身的电场分布要复杂很多。当制作220kv电缆终端头时，必须剥去一段电缆护套和电缆屏蔽层，导致屏蔽末端处的电场强度急剧增大，是电缆终端处电场分布极不均匀，容易导致绝缘击穿，造成改大善面电积缆停终端电。的为电场了减分少布。此类应力事故锥内的侧发和生，电缆可屏采蔽用层橡相胶连材接料，在使屏淡蔽蓝末屏端蔽做层成电一位个为应零力。锥来

对于橡胶预制应力锥式高压电缆终端而言，橡胶预制应力锥是高压电缆终端的关键部件，和环氧树脂套管、电缆绝缘之间应紧密接触，并保持一定界面应力。界面应力的大小和分布情况直接影响到电缆终端的电场分布，直接影响到电缆终端的电气性能。界面应力不同的地方，击穿电场强度也不同。当界面应力不均匀时，使得终端电场分布不均匀，出现电场集中现象，有些界面应力小的断面可能会被电场击穿。因此，橡胶预制应力锥的应力分布状态对电缆终端的稳定性很重要。

根据力的矢量计算原则，可以算出某一点的应力锥界面压力，进而算出整个界面的压力，再根据应力锥截面积不变的原则计算出应力锥界面压强。

$\∫\frac{\sqrt{x^2+a^2}}{x}\mathrm{dx}=\sqrt{x^2+a^2}+a\ln \frac{\sqrt{x^2+a^2}-a}{\left|x\right|}+C$

x----应力锥内孔某一点处在自然状态下的半径值

a----应力锥与电缆抱紧后产生的形变量

P＝(SQRT(D3^2+F3^2)+F3*LN((SQRT(D3^2+F3^2)-F3)/D3)-SQR T(β^2+F3^2)-F3*LN((SQRT(β^2+F3^2)-F3)/β)-D3+β)*100*δ/α

D3-----应力锥外径

F3-----应力锥与电缆抱紧后产生的形变量

β----应力锥内径

δ---橡胶拉伸应力系数

α---扩展后橡胶件内径

测试橡胶材料一般是测试橡胶材料的机械性能如拉伸强度伸长率等采用的是标准的哑铃片试样，而环状试样扩张产生的应力无标准测试法。电缆附件橡胶材料工作在橡胶件与电缆套紧密配合的状态下,故为保证电气性能良好,设计电缆附件结构时需知道橡胶材料对电缆表面的压力情况。

因橡胶材料的机械性能与其配方有关,则直接引用他人数据结果会造成较大偏差。通常测定橡胶件与电缆界面实际产生的压力非常复杂,给设计橡胶件的结构及判断其老化情况带来诸多困难。实际测量结合数值计算可用于界面压力分布的测量。

如图1所示，一种橡胶应力锥界面压力检测装置，由金属管4、两个端部密封板1和压力测试表5组成，其中，金属管4上设有20个出水孔3；金属管选用取材和加工都较方便的铝管。

端部密封板1安装在金属管4两端，其中1个端部密封板上设有注水管；所述压力测试表5安装在所述注水管上。金属管4的外径与所要测试的橡胶应力锥2配合的电缆绝缘外径相同，以保证接触严密。

出水孔3位于金属管4的二分之一处，此设计的目的是：水从应力锥内孔中间流向端部，测量的应力锥内孔和金属管之间的压力较为均匀。出水孔3的数量与排布形状根据所测橡胶应力锥2的尺寸决定，如：内径为40mm的橡胶应力锥2，出水孔3的数量为20个，沿金属管圆周方向环状排布。出水孔沿金属管圆周方向环状排布，使水沿应力锥内孔流出时在圆周方向所受压力均匀。

一种橡胶应力锥界面压力检测的方法，应用于所述橡胶应力锥界面压力检测装置，检测橡胶应力锥界面压力，包括以下步骤：

步骤1：选取一段中间带出水孔的金属管4代替电缆，金属管外径根据电缆与应力锥内孔的过盈量确定；

步骤2：采用专用扩张拉伸工具将橡胶应力锥2扩张后套在金属管4上；

步骤3：在金属管4两端安装好端部密封板1，确保不漏水；

步骤4：在端部密封板1上安装压力表，并连接注水设备；

步骤5：通过金属管4一端的注水管向金属管内部注水；

步骤6：当水流通过金属管出水孔3沿接触界面从橡胶应力锥2端部流出时，读出压力测试表5上显示的压力，从而得到橡胶应力锥的界面压力。

当水压与应力锥内孔压力保持平衡或略大时，水会逐渐从金属管出水孔沿应力锥内孔流出，此时的水压与应力锥抱紧在金属管上的界面压力一致，压力测试表上的读取的压力即界面压力

以上所述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，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种橡胶应力锥界面压力检测装置，其特征在于，由金属管(4)、2个端部密封板(1)和压力测试表(5)组成，其中，所述金属管(4)上设有多个出水孔(3)；

所述端部密封板(1)安装在所述金属管(4)两端，其中1个端部密封板上设有注水管；所述压力测试表(5)安装在所述注水管上；

所述出水孔(3)位于金属管(4)的二分之一处，沿金属管圆周方向环状均布。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述金属管(4)的外径与所要测试的橡胶应力锥(2)配合的电缆绝缘外径相同。

3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述出水孔(3)的数量根据金属管的直径决定。

4.一种橡胶应力锥界面压力检测的方法，其特征在于：应用根据权利要求1至3之一所述橡胶应力锥界面压力检测装置，检测橡胶应力锥界面压力，包括以下步骤：

步骤1：选取一段中间带出水孔的金属管(4)代替电缆，金属管外径根据电缆与应力锥内孔的过盈量确定；

步骤2：采用专用扩张拉伸工具将橡胶应力锥(2)扩张后套在金属管(4)上；

步骤3：在金属管(4)两端安装好端部密封板(1)，确保不漏水；

步骤4：在端部密封板(1)上安装压力表，并连接注水设备；

步骤5：通过金属管(4)一端的注水管向金属管内部注水；

步骤6：当水流通过金属管出水孔(3)沿接触界面从橡胶应力锥(2)端部流出时，读出压力测试表(5)上显示的压力，从而得到橡胶应力锥的界面压力。