CN106092851A - 电力电缆渗水性试验装置 - Google Patents

Abstract

电力电缆渗水性试验装置，为电力系统电缆技术领域，包括外盒体，对外盒体端口进行密封的装配端盖、密封端盖A、密封环A，空气增压泵，绝缘摇表和控制面板端，线缆用中间接头连接并作防渗水处理后置于外盒体，由注水管向外盒体内注满水至水充满注水管，然后将注水管的自由端与空气增压泵连接，绝缘摇表用于连接线缆置于外盒体外的两端，空气增压泵、压力传感器连接控制面板端，其能够实现对不同渗水性防止手段的应用性能进行试验测试的目的，以不断优化、促进电缆中间接头处防水手段的发展，为不同防水手段的适用环境提供指导，存进电缆铺设的因地制宜性，为铺设的合理规划提供技术参数指导，降低接头处导致电缆线路故障的几率。

Description

电力电缆渗水性试验装置

技术领域

本发明涉及电力系统电缆技术领域，具体涉及的为电力电缆渗水性试验装置。

背景技术

电缆经长期使用，水或潮汽会进入光缆内部，其可以增加光纤传输性能的衰减，又可使光纤表面的微裂纹不断扩展直至光纤断裂。同时，对金属加强件造成腐蚀并与金属材料发生反应引起光纤的氢损，从而严重影响光缆的使用性能和使用寿命。

电缆中主要的传输部分是导体线，当导体线渗入水后，会使导体线加速氧化，造成电缆寿命的缩短。电缆内渗进水后，会影响电缆的绝缘性能，因此大部分的通信电缆需要在缆芯中放置阻水材料。光缆作为信号传输的元件，主要部分为光导纤维，光导纤维由高纯度二氧化硅，当有水进入时，细小的光纤上的微裂纹会由于水与二氧化硅的反应造成氢损耗，严重时会造成光纤的断裂，影响光通信，所以通信用室外光缆几乎全部要求全截面阻水。国家标准规定了各种电缆的渗水试验方法，如核心网用光缆YD/T 901-2009层绞式通信用室外光缆中，规定了光缆需要全截面阻水，要求是截取3米长光缆，一端加1米高的水柱形成的水压，在24小时内，另一端不应有水渗出；工厂条件下，由于大规模批量生产，很难做到对每一根光缆进行24小时试验，常常采用替代的方法，采用稍短的光缆,如1米，同样的水压下，1小时内另一端不渗水，就能确保光缆的渗水性能符合3米24小时的要求。

鉴于目前对电缆渗水性的检测已成为电缆质量标准的一种参数，所以一般情况下电缆本身的渗水性要求在出厂时都会达到基本要求。在实际过程中或者在日常的电缆维护过程中，往往存在电缆之间的连接，需要用到中间接头。所以实际工作中电缆故障的产生多在电缆的连接位置，所以需要对电缆的连接接头进行防火、防爆、防渗水性处理。目前，在电缆的连接施工中，用中间接头连接后，所采取的防水处理手段已呈现多样化，而对于各种方法的具体防渗水应用性能还缺乏专用的试验检测手段。

发明内容

针对目前电缆连接接头位置，防渗水性能缺乏试验检测的问题，本发明的提供了一种电力电缆渗水性试验装置，实现对不同渗水性防止手段的应用性能进行试验测试的目的，以不断优化、促进电缆中间接头处防水手段的发展，降低接头处导致电缆线路故障的几率。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种电力电缆渗水性试验装置，包括由上半外盒和下半外盒扣合而成的外盒体、连接在外盒体左右两端口的装配端盖以及设置在装配端盖上的密封端盖A、密封环A、空气增压泵、绝缘摇表和控制面板端。

上半外盒、下半外盒：

在所述上半外盒、下半外盒上设置相对应的型槽，并于型槽端口两侧分别设置轴向延伸的凸缘；在上半外盒之凸缘的下端面上于内侧设置锯齿型面一；对应地，在下半外盒之凸缘的上端面上于内侧设置锯齿型面二。

所述上半外盒、下半外盒扣合后锯齿型面一与锯齿型面二间型面接触配合，且上半外盒与下半外盒通过设置在凸缘上的螺栓连接；在上半外盒的顶壁上设置注水管和压力传感器，所述压力传感器连接空气增压泵。

装配端盖：

所述装配端盖设有轴向的筒形腔，其与外盒体连接的一端设置法兰，法兰外端面的内侧设环形凸台一，外盒体上对应环形凸台一设嵌装有密封圈的槽体；在另一端，将所述装配端盖的筒形腔设为螺纹孔，螺纹孔轴向延伸至装配端盖筒形腔的中部，对应于螺纹孔的内端位置，在腔壁上设置环形凸缘一；在环形凸缘一的外端面上设置嵌装有密封圈的环形槽。

密封端盖A：

所述密封端盖A亦设轴向的筒形腔，且密封端盖A筒形腔的内端设径向朝内延伸的环形凸缘二，使环形凸缘二的内周面为大口端朝外的第一锥形孔；在密封端盖A的内端面设置轴向延伸的环形凸台二与所述装配端盖之环形凸缘一外端面上的环形槽配合。

所述密封端盖A螺纹连接在所述装配端盖的螺纹孔内。

密封环A：

所述密封环A的外环面设为第一锥形面与所述第一锥形孔配合，内环面设为大口端朝外的第二锥形孔。

所述密封环A的内端外径大于所述装配端盖上之环形凸缘一的内径；这样在将密封端盖A拧在装配端盖上的螺纹孔中的过程中，第一锥形孔作用于密封环A的第一锥形面，使密封环A对电缆的外壁形成挤压密封，同时密封环A的内端面顶在装配端盖之环形凸缘一的外端面上。

电缆用中间接头连接并作防渗水处理后置于外盒体内，两端从设置在外盒体左右端的密封端盖A、密封环A的轴孔穿出；用密封端盖A及密封环A对外盒体的内腔完成封堵；由注水管向外盒体内注满水至水充满注水管，然后将注水管的自由端与空气增压泵连接；所述绝缘摇表连接电缆置于外盒体外的两端。

所述空气增压泵、压力传感器连接控制面板端；在控制面板端上设置定时模块及报警模块。

进一步，还包括水分传感器，所述水分传感器连接在电缆置于外盒体外的两端端部并与控制面板端连接。

进一步，还包括均为筒状的密封端盖B和密封环B；所述密封端盖B型腔内端设为大口端朝外的第三锥形孔；所述密封环B的外壁设为第二锥形面与所述第三锥形孔配合，所述密封环B的内壁设为大口端朝外的第四锥形孔且使第四锥形孔的最小内径等于电缆的外径。

所述密封端盖A上环形凸缘二的外端面设置环槽；所述密封端盖B内端的径向厚度小于所述环槽的径向槽宽；所述密封端盖B的外壁与所述密封端盖A之筒腔外端段壁体间通过螺纹连接。这样在将密封端盖B拧入密封端盖A内时，密封端盖B的内端最终会插入环槽中，对嵌入环槽中的密封圈形成挤压，且密封环B的内端面顶在密封环A的外端面上。

连接的电缆两端从设置在外盒体左右端的密封端盖A、密封环A的轴孔穿过后再由密封端盖B、密封环B的轴孔穿出。

进一步，所述锯齿型面一自内及外由面a2、面b2、面c2构成，对应地，锯齿型面二自内及外由面a1、面b1、面c1构成；在所述锯齿型面二的面a1与面b1的衔接处设置柱形槽，在柱形槽内嵌置柱形密封条且使柱形密封条的上端相对面a1与面b1处的柱形槽向外突出一部分，并对应该突出部分在锯齿型面一的面a2与面b2的衔接处设置柱形凹槽。在将上半外盒与下半外盒连接后锯齿型面一与锯齿型面二完全接触且柱形密封条被完全包合在面a1与面b1、面a2与面b2形成的槽中。

进一步，所述锯齿型面一、锯齿型面二为磨砂面。

本发明的有益效果是：

其能够实现对不同渗水性防止手段的应用性能进行试验测试的目的，以不断优化、促进电缆中间接头处防水手段的发展，为不同防水手段的适用环境提供指导，存进电缆铺设的因地制宜性，为铺设的合理规划提供技术参数指导，能够降低接头处导致电缆线路故障的几率。密封端盖B和二次密封环的增加设置，提高了外盒体的密封性，使外盒体内腔能承受更高的静态水压，进一步提高试验密封保压环节的可靠性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中I出的局部放大结构示意图；

图3为本发明中外盒体在图1中所示A-A位置的分体式截面结构示意图；

图4为本发明中装配端盖的轴向截面结构示意图；

图5为本发明中装配端盖的左视结构示意图；

图6为本发明中密封端盖A的截面结构示意图；

图7为本发明中密封端盖A的左视结构示意图；

图8为本发明中密封环A的截面结构示意图；

图9为本发明中密封环A的左视结构示意图；

图10本发明中密封端盖B的截面结构示意图；

图11为本发明中密封环B的截面结构示意图；

图中：1外盒体，11上半外盒，111注水管，112压力传感器，12下半外盒；10凸缘，100柱形密封条，101锯齿型面一，102锯齿型面二，103条形槽；2装配端盖，21螺纹孔，22环形凸缘一，230密封圈，231环形凸台一；3密封端盖A，31环形凸缘二，311第一锥形孔，312环槽，32环形凸台二；4密封环A，41第一锥形面，42第二锥形孔；5密封端盖B，51第三锥形孔；6密封环B，61第二锥形面，62第四锥形孔；7电缆。

具体实施方式

为便于理解本发明的技术内容，下面便结合附图对其技术方案作进一步说明。

如图1所示的一种电力电缆渗水性试验装置，包括由上半外盒11和下半外盒12扣合而成的外盒体1、连接在外盒体1左右两端口的装配端盖2以及设置在装配端盖2上的密封端盖A3和密封环A4、空气增压泵、绝缘摇表和控制面板端。

如图1、图3所示，在所述上半外盒11、下半外盒12上设置相对应的型槽，并于型槽横向端口两侧分别设置轴向延伸的凸缘10。此处型槽如图3所示设置为半圆状。在上半外盒11之凸缘10的下端面上，于凸缘10内侧设置锯齿型面一101，于凸缘10外侧设置轴向延伸的条形槽103；对应地，在下半外盒12之凸缘10的上端面上，于凸缘10内侧设置锯齿型面二102，于凸缘10外侧设置轴向延伸的条形槽103。对应凸缘10上的条形槽103设置沿轴向均布的一排垂直通孔，作装配连接上半外盒11与下半外盒12之用。所述上半外盒11、下半外盒12扣合后，锯齿型面一101与锯齿型面二102接触配合，条形槽103内嵌置密封条后由螺栓穿过垂直通孔而将上半外盒11与下半外盒12固连为一体形成外盒体1。如图1、图3所示，外盒体1呈横截面为椭圆的柱体，其内腔横截面如图3所示呈椭圆形。

为加强上半外盒11与下半外盒12纵向边缘的连接密封性，在上述内外两层密封结构(锯齿型面结构与条形槽结构)的基础上，进一步将所述锯齿型面一101、锯齿型面二101的外端面设为磨砂面。抑或如图3所示，使所述锯齿型面一101自内及外由面a2、面b2、面c2构成，对应地，锯齿型面二102自内及外由面a1、面b1、面c1构成，并在所述锯齿型面二102的面a1与面b1的衔接处设置柱形槽，在柱形槽内嵌置柱形密封条100且使柱形密封条100的上端相对面a1与面b1处的柱形槽向外突出一部分，并对应该突出部分在锯齿型面一101的面a2与面b2的衔接处设置柱形凹槽。在将上半外盒11与下半外盒12连接后，锯齿型面,101与锯齿型面二102完全接触且柱形密封条100被完全包合在面a1与面b1、面a2与面b2形成的槽中。

如图1-图2及图4-图5所示，所述装配端盖2设有轴向的筒形腔，其与外盒体1连接的一端设置法兰，法兰外端面的内侧设环形凸台一231，外盒体1上对应环形凸台一231设嵌装有密封圈230的槽体(该槽体分别设置在上半外盒11与下半外盒12上，呈半圆形槽，上半外盒11与下半外盒12对接后形成圆形槽而与环形凸台一231对应)。如图2、图4中所示，环形凸台一231的内环面为大口端朝外的锥形孔面，以保证连接密封效果。在另一端(图2所示的左端)，所述装配端盖2的筒形腔设为螺纹孔21，螺纹孔21轴向延伸至装配端盖2筒形腔的中部，对应于螺纹孔21的内端位置，在装配端盖2的腔壁上设置环形凸缘一22。在环形凸缘一22的外端面上设置嵌装有密封圈230的环形槽。装配端盖2上环形凸缘一22的左右向厚度应该大一些，以保证其上嵌装有密封圈230的环形槽能设置有足够的轴向深度。

如图1-图2及图6-图7所示，所述密封端盖A3亦设轴向的筒形腔，且密封端盖A3筒形腔的内端设径向朝内延伸的环形凸缘二31，使环形凸缘二31的内周面为大口端朝外的第一锥形孔311；环形凸缘二31的轴向厚度为密封端盖A3轴向长度的1/2；在密封端盖A3的内端面设置轴向延伸的环形凸台二32与所述装配端盖2之环形凸缘一22外端面上的环形槽配合。

所述密封端盖A3螺纹连接在所述装配端盖2的螺纹孔21内。

如图1-图2及图8-图9所示，所述密封环A4的外环面设为第一锥形面41与所述第一锥形孔311配合，内环面设为大口端朝外的第二锥形孔42，第二锥形孔42的最小内径d1等于电缆7的外径(允许相对电缆的外径存在+1mm的公差)。

所述密封环A4的内端外径大于所述装配端盖2上之环形凸缘一22的内径；这样在将密封端盖A3拧在装配端盖2上的螺纹孔21中的过程中，第一锥形孔311作用于密封环A4的第一锥形面41，使密封环A4对电缆7的外壁形成挤压密封，同时密封环A4的内端面顶在装配端盖2之环形凸缘一22的外端面上。

密封环A4的第二锥形孔42，使其最小内径d1等于电缆的外径且朝向内侧放置，目的是在起始状态下减小相对电缆的接触面积，以在密封端盖A3的作用下能够沿电缆的轴向滑移一段距离而顶在环形凸缘一22的外端面上，其锥度不能过大，目的是在密封环A4的内端面顶在环形凸缘一22的外端面上后，能保证受到第一锥形孔311的挤压，变形后第二锥形孔42完全与电缆的外表面接触，达到密封的目的。

电缆7用中间接头连接并作防渗水处理后置于外盒体1的下半外盒12中，两端从设置在外盒体1左右端的密封端盖A3、密封环A4的轴孔穿出；然后扣合上半外盒11与下半外盒12上，使二者之间的配合端面作密封连接。在上半外盒11的顶壁上设置有注水管111和压力传感器112。

用密封端盖A3及密封环A4对外盒体1的内腔完成封堵，使外盒体1除注水管111之外其他配合面均密封。由注水管111向外盒体1内注满水至水充满注水管111(注水管111有一定的轴向长度)，然后将注水管111的自由端与空气增压泵连接。通过空气增压泵使外盒体1内的水压增加至设定范围区间，并保持水压在此区间内。具体的水压值应根据不同的电缆型号及其使用的环境确定，但是至少要大于3米水柱形成的水压值。设定的水压值，根据两端电缆的轴向长度的不同、电缆型号的不同等因素，结合目前常规电缆的渗水性测试国家标准为参照，进行换算。

所述空气增压泵、压力传感器连接控制面板端，通过控制面板端对空气增压泵进行设定，在外盒体内的水压小于设定值时，压力传感器将信号反馈给控制面板端，由控制面板端对空气增压泵的工作状态作出调节。在控制面板端上设置定时模块及报警模块。根据试验要求，定时模块设定试验的时间，一般在14至30天。试验过程中出现非正常状况时，报警模块进行报警并将危险信号进行反馈，切断空气增压泵的运行。

至少在试验的开始及结束时，用所述绝缘摇表连接电缆置于外盒体外的两端，对电缆的绝缘电阻进行测量，并将测量的数据列表进行记录。在本试验中，因为影响电缆绝缘电阻的外界因素还有温度、电场强度和电气性能等的影响，所以在设定对比试验时应保证其与本试验的差别因素只限于在本试验中中间接头处被置于一定压力的水中。在试验的中间阶段，最好通过绝缘摇表对电缆两端的绝缘电阻进行多次测量，并记录数据。最终将记录的数据进行分析对比。当绝缘电阻值(两端的记录值各自分组)变化幅度很大时，则表明渗水性密封处理不合格，需要改进。当在中间进行多次的绝缘电阻测量时，能够得知具体的防水密封失效时间。

为了实现整个试验过程中，对电缆两端渗水失效状态的实时监控，在本设计中还包括了水分传感器。所述水分传感器连接在电缆7置于外盒体外的两端端部。水分传感器与控制面板端的报警模块连接，其将检测到的电缆水分值反馈到控制面板端。电缆接头渗入水后，沿电缆传输到；两端并被检测后，报警模块便报警，这样能够及时知道连接接头防渗水处理失败的结果，避免失效后继续作无用的试验，减少了试验时间的浪费，便于及时作出调整。

此外需要说明的是，试验中，使外盒体1内的水压值在一定的区间范围内，进行离散式分组(每组中各自设定对比试验组)，从而有助于得到可靠的实验结果，因为仅设定一组水压值，不可避免会将水压值设定的过大或者过小，而导致改组试验迅速失效或者误认为可靠，而不能准确得知这种防渗水连接方式下，具体的防水密封效果如何。

在本装置所示的结构中，外盒体1的功用是为水压的保持提供密封型腔，在外盒体1周围设置的密封件如装配端盖2、密封端盖A3、密封环A4等对外盒体1的封堵使其内腔能够承受一定的水压时而不至显著泄露，从而为试验的高压静态保持提供条件。

如图1、图2所示，还包括均为筒状的密封端盖B5和密封环B6。

如图1、图2、图10、图11所示，所述密封端盖B5型腔内端设为大口端朝外的第三锥形孔51；所述密封环B6的外壁设为第二锥形面61与所述第三锥形孔51配合，所述密封环B6的内壁设为大口端朝外的第四锥形孔62且使第四锥形孔62的最小内径d2等于电缆7的外径。

所述密封端盖A3上环形凸缘二31的外端面设置环槽312；所述密封端盖B5内端的径向厚度小于所述环槽312的径向槽宽；所述密封端盖B5的外壁与所述密封端盖A3之筒腔外端段壁体间通过螺纹连接。这样在将密封端盖B5拧入密封端盖A3内时，密封端盖B5的内端最终会插入环槽312中，对嵌入环槽312中的密封圈230形成挤压，且密封环B6的内端面顶在密封环A4的外端面上。

密封环B6的第四锥形孔62，使其最小内径d2等于电缆的外径且朝向内侧放置，目的是在起始状态下减小相对电缆的接触面积，以在密封端盖B5的作用下能够沿电缆的轴向滑移一段距离而顶在密封环A4的外端面上，其锥度不能过大，目的是在密封环B6的内端面顶在密封环A4的外端面上后，能保证受到第三锥形孔51的挤压，变形后第四锥形孔62完全与电缆的外表面接触，达到密封的目的。

电缆由密封端盖A3、密封环A4的轴孔穿出后，再由密封端盖B5、密封环B6的轴孔穿出。在装配完成进入试验准备阶段时，密封环A4、密封环B6分别受到密封端盖A3、密封端盖B5的作用，而使其轴孔(锥形孔)与电缆的外壁紧密接触，实现轴向的双重密封。

在上述的改进结构中，密封端盖A3与密封环A4、密封端盖B5与密封环B6由内及外对电缆7的周面缝隙形成双重密更，从而使密封后的外盒体1能够承受更大的内压(一般情况下外盒体1之上半外盒11与下半外盒12之间的连接密封效果会好于外盒体1与电缆周面之间的连接密封效果，所以说在密封性弱的左右两端设置双重密封结构后，能够提高外盒体1承受的内压)。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (7)

1.一种电力电缆渗水性试验装置，其特征是：

包括由上半外盒和下半外盒扣合而成的外盒体、连接在外盒体左右两端口的装配端盖以及设置在装配端盖上的密封端盖A、密封环A、空气增压泵、绝缘摇表和控制面板端；

在所述上半外盒、下半外盒上设置相对应的型槽，并于型槽端口两侧分别设置轴向延伸的凸缘；在上半外盒之凸缘的下端面上于内侧设置锯齿型面一；对应地，在下半外盒之凸缘的上端面上于内侧设置锯齿型面二；所述上半外盒、下半外盒扣合后锯齿型面一与锯齿型面二间型面接触配合，且上半外盒与下半外盒通过设置在凸缘上的螺栓连接；在上半外盒的顶壁上设置注水管和压力传感器，所述压力传感器连接空气增压泵；

所述装配端盖设有轴向的筒形腔，其与外盒体连接的一端设置法兰，法兰外端面的内侧设环形凸台一，外盒体上对应环形凸台一设嵌装有密封圈的槽体；在另一端，将所述装配端盖的筒形腔设为螺纹孔，螺纹孔轴向延伸至装配端盖筒形腔的中部，对应于螺纹孔的内端位置，在腔壁上设置环形凸缘一；在环形凸缘一的外端面上设置嵌装有密封圈的环形槽；

所述密封端盖A亦设轴向的筒形腔，且密封端盖A筒形腔的内端设径向朝内延伸的环形凸缘二，使环形凸缘二的内周面为大口端朝外的第一锥形孔；在密封端盖A的内端面设置轴向延伸的环形凸台二与所述装配端盖之环形凸缘一外端面上的环形槽配合；所述密封端盖A螺纹连接在所述装配端盖的螺纹孔内；

所述密封环A的外环面设为第一锥形面与所述第一锥形孔配合，内环面设为大口端朝外的第二锥形孔；所述密封环A的内端外径大于所述装配端盖上之环形凸缘一的内径；

线缆用中间接头连接并作防渗水处理后置于外盒体内，两端从设置在外盒体左右端的密封端盖A、密封环A的轴孔穿出；用密封端盖A及一次密封环对外盒体的内腔完成封堵后由注水管向外盒体内注满水至水充满注水管，然后将注水管的自由端与空气增压泵连接；所述绝缘摇表连接线缆置于外盒体外的两端；

所述空气增压泵、压力传感器连接控制面板端；在控制面板端上设置定时模块及报警模块。

2.根据权利要求1所述的电力电缆渗水性试验装置，其特征是：还包括水分传感器，所述水分传感器连接在线缆置于外盒体外的两端端部并与控制面板端连接。

3.根据权利要求1或2所述的电力电缆渗水性试验装置，其特征是：还包括均为筒状的密封端盖B和密封环B；

所述密封端盖B型腔内端设为大口端朝外的第三锥形孔；所述密封环B的外壁设为第二锥形面与所述第三锥形孔配合，所述密封环B的内壁设为大口端朝外的第四锥形孔且使第四锥形孔的最小内径等于线缆的外径；

所述密封端盖A上环形凸缘二的外端面设置环槽；所述密封端盖B内端的径向厚度小于所述环槽的径向槽宽；所述密封端盖B的外壁与所述密封端盖A之筒腔外端段壁体间通过螺纹连接。

4.根据权利要求1或2所述的电力电缆渗水性试验装置，其特征是：所述锯齿型面一自内及外由面a2、面b2、面c2构成，对应地，锯齿型面二自内及外由面a1、面b1、面c1构成；在所述锯齿型面二的面a1与面b1的衔接处设置柱形槽，在柱形槽内嵌置柱形密封条且使柱形密封条的上端相对面a1与面b1处的柱形槽向外突出一部分，并对应该突出部分在锯齿型面一的面a2与面b2的衔接处设置柱形凹槽。

5.根据权利要求3所述的电力电缆渗水性试验装置，其特征是：所述锯齿型面一自内及外由面a2、面b2、面c2构成，对应地，锯齿型面二自内及外由面a1、面b1、面c1构成；在所述锯齿型面二的面a1与面b1的衔接处设置柱形槽，在柱形槽内嵌置柱形密封条且使柱形密封条的上端相对面a1与面b1处的柱形槽向外突出一部分，并对应该突出部分在锯齿型面一的面a2与面b2的衔接处设置柱形凹槽。

6.根据权利要求1或2所述的电力电缆渗水性试验装置，其特征是：所述锯齿型面一、锯齿型面二为磨砂面。

7.根据权利要求3所述的电力电缆渗水性试验装置，其特征是：所述锯齿型面一、锯齿型面二为磨砂面。