CN104359708A - 电缆绝缘层试样切割装置及切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电缆绝缘层试样切割装置及切割方法，所述电缆绝缘层试样切割装置包括刀片、固定轴、固定底座，所述固定轴包括相互连接的第一安装段、第二安装段，所述第一安装段与车床的转轴连接，电缆绝缘层试样套在第二安装段上，所述固定底座安装在车床上，固定底座上设有与所述刀片匹配的刀槽，所述刀片固定安装在刀槽内，且刀片的刃口与固定轴的轴线方向平行。随着电缆绝缘层试样的旋转，刀片靠近电缆绝缘层试样表面，并沿其周长方向剥削，得到试样切片，可以将电缆绝缘层试样的内、中、外层明确的分开，且试样切片的厚度均匀性好，为研究离线芯不同距离绝缘层材料的老化机理提供了良好的实验基础。

Description

电缆绝缘层试样切割装置及切割方法

技术领域

本发明涉及电缆绝缘层试样切割装置及切割方法。

背景技术

在高压电缆投入运行后，由于电应力、机械应力以及环境应力的多重复合作用，电缆绝缘层材料会逐渐开始老化，最终绝缘失效导致电缆绝缘击穿故障的发生。一般的高压交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘材料老化的研究中，其试样的制备都局限于采用XLPE粒料进行压片，通过专用的模具控制试样的厚度和光滑度，随后对其进行实验室老化研究，但在实验室老化研究中，由于各种因素的制约，比如时间、电压、以及环境因素等，其老化条件和XLPE电缆实际带电运行承受的外界应力条件存在一定的差异性，从而在将实验室老化结果运用于实际运行电缆研究中不能直接运用，其间需要建立一定的对应关系，从而也就需要对不同运行年限退役的XLPE电缆绝缘层试样进行研究，并将其与实验室老化试样研究结果进行对比，考察其间的异同。由于高压XLPE绝缘电缆结构的特殊性，其内、中、外三层绝缘材料在带电运行过程中会经受不同电场及温度，从而其材料老化过程会存在一定的差异，所以对于退役高压电缆绝缘材料的分析，其电缆绝缘的切片方式显得尤为重要。

对于XLPE电缆绝缘层试样的研究中，大多采用传统的切割方式，即采用平行于电缆线芯的切割方式，其切割示意图及试样成品如图1所示，传统的试样切割方式存在以下的缺点：其所得试样切片1的厚度为一般为0.5mm—2mm，试样表面光滑度有限，具有明显的切痕；在测试分析中很难确切的区分电缆绝缘的内、中、外三层试样，从而不能考察因为XLPE绝缘电缆典型同轴结构导致不同绝缘层材料之间的差异；同时，传统的切割方式会导致试样产生大量的浪费。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术的缺陷，提供一种电缆绝缘层试样切割装置及切割方法，可得到区分明显的电缆绝缘层的内、中、外三层试样切片，且试样切片的厚度均匀性好。

其技术方案如下：

一种电缆绝缘层试样切割装置，包括刀片、固定轴、固定底座，所述固定轴包括相互连接的第一安装段、第二安装段，所述第一安装段与车床的转轴连接，电缆绝缘层试样套在第二安装段上，所述固定底座安装在车床上，固定底座上设有与所述刀片匹配的刀槽，所述刀片固定安装在刀槽内，且刀片的刃口与固定轴的轴线方向平行。

其进一步技术方案如下：

所述的电缆绝缘层试样切割装置还包括膨胀螺钉，所述第二安装段呈锥状，其靠近第一安装段的一端为大端，远离第一安装段的一端为小端，第二安装段为空心结构，所述膨胀螺钉由小端向大端伸入到第二安装段内。

所述第一安装段、第二安装段之间设有限位环，所述限位环的直径大于所述第一安装段的直径及第二安装段的直径。

所述固定底座与车床接触的端面为第一端面，所述第一端面呈阶梯状，固定底座朝向车床转轴的端面为第二端面，所述刀槽倾斜设置在第二端面上，固定底座上与第一端面相对的端面为第三端面，所述第三端面上设有贯穿至刀槽的螺钉孔，所述螺钉孔内设有紧定螺钉，所述刀片通过紧定螺钉锁紧在刀槽内。

所述螺钉孔的轴心线与所述刀槽的倾斜方向垂直。

所述刀片的刃口长度大于或者等于第一安装段的长度。

所述刀片为厚度为1cm、宽度为5cm的裁纸刀。

一种电缆绝缘层试样切割方法，包括如下步骤：

将电缆绝缘层试样安装在固定轴上；

将固定轴与车床的转轴固定连接；

将刀片安装在固定底座的刀槽内；

将固定底座安装在车床上，所述刀片的刃口与电缆绝缘层试样的轴线方向平行；

转轴以20～40转/分钟的转速转动，刀片的刃口靠近电缆绝缘层试样的表面并沿其周长方向剥削，得到试样切片。

其进一步技术方案如下：

将电缆绝缘层试样安装在固定轴上后，还包括如下步骤：

将膨胀螺钉由小端向大端伸入到呈锥状的固定轴的第二安装段内，使第二安装段膨胀，从而将电缆绝缘层试样卡紧在固定轴上。

所述转轴的转速为30转/分钟，车床的进刀量为0.2mm/转。

下面对前述技术方案的优点或原理进行说明：

上述电缆绝缘层试样切割装置，通过设置固定轴，电缆绝缘层试样设置在其第二安装段上，并且电缆绝缘层试样不与固定轴发生相对移动或者转动，其第一安装段与车床的转轴连接，并且车床的转轴不与固定轴发生相对移动或者转动，从而使电缆绝缘层试样随着车床的转轴转动而旋转，通过设置与车床连接的固定底座，将刀片设置在固定底座的刀槽内，且刀片的刃口与固定轴的轴线方向平行，随着电缆绝缘层试样的旋转，刀片靠近电缆绝缘层试样表面，并沿其周长方向剥削，得到试样切片，可以将电缆绝缘层试样的内、中、外层明确的分开，且试样切片的厚度均匀性好，为研究离线芯不同距离绝缘层材料的老化机理提供了良好的实验基础。

上述电缆绝缘层试样切割方法，采用对电缆绝缘层试样环切的方式，可以将电缆绝缘层试样的内、中、外层明确的分开，且试样切片的厚度均匀性好。为研究离线芯不同距离绝缘层材料的老化机理提供了良好的实验基础；在切割过程中，车床采用低转速，大大降低了其切割过程中电缆绝缘层试样承受的温度，不会对后期的试样切片性能分析产生影响；通过控制走刀量及转轴的转速均匀性，可以保证切割后试样切片的厚度与表面的光滑度；并且该切割方法可大大减少电缆绝缘层试样的浪费。

附图说明

图1为现有技术的XLPE电缆绝缘层试样切割示意图；

图2为本实施例所述的固定轴的结构示意图；

图3为本实施所述的固定底座例的结构示意图；

图4为本实施例切割电缆绝缘层试样的示意图。

附图标记说明：

1、试样切片，2、电缆绝缘层试样，10、刀片，20、固定轴，210、第一安装段，220、第二安装段，230、限位环，30、固定底座，310、刀槽，320、第一端面，330、第二端面，340、第三端面，342、螺钉孔，40、膨胀螺钉，50、紧定螺钉。

具体实施方式

如图2至图4所示，一种电缆绝缘层试样切割装置，包括刀片10、固定轴20、固定底座30，所述固定轴20包括相互连接的第一安装段210、第二安装段220，所述第一安装段210与车床的转轴连接，电缆绝缘层试样2套在第二安装段220上，所述固定底座30安装在车床上，固定底座30上设有与所述刀片10匹配的刀槽310，所述刀片10固定安装在刀槽310内，且刀片10的刃口与固定轴20的轴线方向平行。

通过设置固定轴20，电缆绝缘层试样2设置在其第二安装段220上，并且电缆绝缘层试样2不与固定轴20发生相对移动或者转动，其第一安装段210与车床的转轴连接，并且车床的转轴不与固定轴20发生相对移动或者转动，从而使电缆绝缘层试样2随着车床的转轴转动而旋转，通过设置与车床连接的固定底座30，将刀片10设置在固定底座30的刀槽310内，且刀片10的刃口与固定轴20的轴线方向平行，随着电缆绝缘层试样2的旋转，刀片10靠近电缆绝缘层试样2的表面，并沿其周长方向剥削，得到试样切片，可以将电缆绝缘层试样2的内、中、外层明确的分开，且试样切片的厚度均匀性好，为研究离线芯不同距离绝缘层材料的老化机理提供了良好的实验基础。

如图2所示，所述第一安装段210、第二安装段220之间设有限位环230，所述限位环230的直径大于所述第一安装段210的直径，并且大于所述第二安装段220的直径。这样设置是为了使电缆绝缘层试样2被限制在第二安装段220上，避免其滑动到第一安装段210，影响刀片10对其进行环形切割。

所述的电缆绝缘层试样切割装置还包括膨胀螺钉40，所述第二安装段220呈锥状，其靠近第一安装段210的一端为大端，远离第一安装段210的一端为小端，第二安装段220为空心结构，所述膨胀螺钉40由小端向大端伸入到第二安装段220内。这样设置，一方面是为了使电缆绝缘层试样2能由小端向大端移动，从而顺利套在第二安装端上，另一方面，通过膨胀螺钉40的逐步伸入，使第二安装端发生膨胀，从而使电缆绝缘层试样2紧固地卡在固定轴20上，避免两者之间发生相对移动或者转动，使试样切割能顺利进行。

如图3、图4所示，所述固定底座30与车床接触的端面为第一端面320，所述第一端面320呈阶梯状，固定底座30朝向车床转轴的端面为第二端面330，所述刀槽310倾斜设置在第二端面330上，固定底座30上与第一端面320相对的端面为第三端面340，所述第三端面340上设有贯穿至刀槽310的螺钉孔342，所述螺钉孔342内设有紧定螺钉50，所述刀片10通过紧定螺钉50锁紧在刀槽310内。这样设置，一方面使固定底座30通过阶梯状的第一端面320能稳固地安装在车床上，另一方面，通过拧紧或者拧松紧定螺钉50，能灵活地控制刀片10的松紧，方便安装与拆卸，另外，将刀槽310倾斜设置，使刀片10的刃口能顺利地与电缆绝缘层试样2的表面接触，方便切割。本实施例中，所述螺钉孔342的轴心线与所述刀槽310的倾斜方向垂直。这样设置使紧定螺钉50作用在刀片10上的压力能垂直其表面，使刀片10受到正压力而压紧在刀槽310内。

所述刀片10的刃口长度大于或者等于第一安装段210的长度。这样设置是为了使刀片10在切割过程中，能将第一安装段210上的电缆绝缘层试样2的轴向方向的表面全部作用到，避免刀片10卡滞在电缆绝缘层试样2上。本实施中，所述刀片10为厚度为1cm、宽度为5cm的裁纸刀。

一种电缆绝缘层试样切割方法，包括如下步骤：

将电缆绝缘层试样2安装在固定轴20上；

将固定轴20与车床的转轴固定连接；

将刀片10安装在固定底座30的刀槽310内；

将固定底座30安装在车床上，所述刀片10的刃口与电缆绝缘层试样2的轴线方向平行；

转轴以20～40转/分钟的转速转动，刀片10的刃口靠近电缆绝缘层试样2的表面并沿其周长方向剥削，得到试样切片。本实施例中，所述转轴的转速为30转/分钟，车床的进刀量为0.2mm/转，从而可得到厚度为0.2mm的试样切片，根据实际试样切片厚度需求，可灵活调节车床的进刀量。

将电缆绝缘层试样2安装在固定轴20上后，还包括如下步骤：

将膨胀螺钉40由小端向大端伸入到呈锥状的固定轴20的第二安装段220内，使第二安装段220膨胀，从而将电缆绝缘层试样2卡紧在固定轴20上。使电缆绝缘层试样2不与固定轴20发生相对移动或者转动，并能随固定轴20的转动而转动。

本实施例所述的电缆绝缘层试样切割方法，采用对电缆绝缘层试样2环切的方式，可以将电缆绝缘层试样2的内、中、外层明确的分开，且试样切片的厚度均匀性好。为研究离线芯不同距离绝缘层材料的老化机理提供了良好的实验基础；在切割过程中，车床采用低转速，大大降低了其切割过程中电缆绝缘层试样2承受的温度，不会对后期的试样切片性能分析产生影响；通过控制走刀量及转轴的转速均匀性，可以保证切割后试样切片的厚度与表面的光滑度；并且该切割方法可大大减少电缆绝缘层试样2的浪费。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电缆绝缘层试样切割装置，其特征在于，包括刀片、固定轴、固定底座，所述固定轴包括相互连接的第一安装段、第二安装段，所述第一安装段与车床的转轴连接，电缆绝缘层试样套在第二安装段上，所述固定底座安装在车床上，固定底座上设有与所述刀片匹配的刀槽，所述刀片固定安装在刀槽内，且刀片的刃口与固定轴的轴线方向平行。

2.如权利要求1所述的电缆绝缘层试样切割装置，其特征在于，其还包括膨胀螺钉，所述第二安装段呈锥状，其靠近第一安装段的一端为大端，远离第一安装段的一端为小端，第二安装段为空心结构，所述膨胀螺钉由小端向大端伸入到第二安装段内。

3.如权利要求2所述的电缆绝缘层试样切割装置，其特征在于，所述第一安装段、第二安装段之间设有限位环，所述限位环的直径大于所述第一安装段的直径及第二安装段的直径。

4.如权利要求3所述的电缆绝缘层试样切割装置，其特征在于，所述固定底座与车床接触的端面为第一端面，所述第一端面呈阶梯状，固定底座朝向车床转轴的端面为第二端面，所述刀槽倾斜设置在第二端面上，固定底座上与第一端面相对的端面为第三端面，所述第三端面上设有贯穿至刀槽的螺钉孔，所述螺钉孔内设有紧定螺钉，所述刀片通过紧定螺钉锁紧在刀槽内。

5.如权利要求4所述的电缆绝缘层试样切割装置，其特征在于，所述螺钉孔的轴心线与所述刀槽的倾斜方向垂直。

6.如权利要求1至5任一项所述的电缆绝缘层试样切割装置，其特征在于，所述刀片的刃口长度大于或者等于第一安装段的长度。

7.如权利要求1至5任一项所述的电缆绝缘层试样切割装置，其特征在于，所述刀片为厚度为1cm、宽度为5cm的裁纸刀。

8.一种电缆绝缘层试样切割方法，其特征在于，包括如下步骤：

将电缆绝缘层试样安装在固定轴上；

将固定轴与车床的转轴固定连接；

将刀片安装在固定底座的刀槽内；

将固定底座安装在车床上，所述刀片的刃口与电缆绝缘层试样的轴线方向平行；

转轴以20～40转/分钟的转速转动，刀片的刃口靠近电缆绝缘层试样的表面并沿其周长方向剥削，得到试样切片。

9.如权利要求8所述的电缆绝缘层试样切割方法，其特征在于，将电缆绝缘层试样安装在固定轴上后，还包括如下步骤：

将膨胀螺钉由小端向大端伸入到呈锥状的固定轴的第二安装段内，使第二安装段膨胀，从而将电缆绝缘层试样卡紧在固定轴上。

10.如权利要求8或9所述的电缆绝缘层试样切割方法，其特征在于，所述转轴的转速为30转/分钟，车床的进刀量为0.2mm/转。