CN106769492A - 电缆抗侧压力性能测试的方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电缆抗侧压力性能测试的方法、装置及系统，该方法包括以下步骤：预先设定临界压力值；预先制作电缆的测试样品，所述测试样品设有两个夹持端和位于两个所述夹持端之间的测试点；将测试样品固定在支撑架上，所述支撑架设有两个夹具，两个夹具分别用于夹紧测试样品的两个夹持端；位于测试样品正下方的顶出机构向上移动，将测试点顶起；测试顶出机构的顶出压力，当所述顶出压力达到所述临界压力值时，顶出机构停止动作；测量该测试样品上测试点的形变量；判断该形变量是否超过目标形变范围。本发明真实模拟实际施工工况，能够有效模拟出测试样品外护套在实际施工工况下的抗侧压力性能，从而在电缆敷设之前可以判断测试样品是否合格。

Description

电缆抗侧压力性能测试的方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及电缆敷设技术领域，尤其是涉及一种电缆抗侧压力性能测试的方法、装置及系统。

背景技术

高压电缆一般主要包括电缆本体和包裹于电缆本体上的外护套，其中所述的外护套又包括内侧的金属外护套和外侧的非金属外护套。在高压电缆敷设过程中，因转弯处敷设导致的电缆外护套变形(主要是金属外护套变形)的情况时有发生，该类情况属于严重的电缆缺陷，可能引发电缆故障。因而在电缆敷设之前最好将电缆的抗侧压性能(即抗变形能力)进行检测，从而确定该电缆产品是否可投入使用。然而，针对目前在转弯处放置转弯轮来支撑电缆的施工方法，还没有一个专门的装置或方法来检测该种施工条件下电缆的抗侧压性能。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种电缆抗侧压力性能测试的方法、装置及系统，其真实模拟实际施工工况，能够有效模拟出测试样品外护套在实际施工工况下的抗侧压力性能，从而在电缆敷设之前可以判断测试样品是否合格，保证电缆投入使用时安全可靠，避免发生因电缆变形引发的电路故障。

其技术方案如下：

一种电缆抗侧压力性能测试的方法，包括以下步骤：

预先设定临界压力值；

预先制作电缆的测试样品，所述测试样品设有两个夹持端和位于两个所述夹持端之间的测试点；

将测试样品固定在支撑架上，所述支撑架设有两个夹具，两个夹具分别用于夹紧测试样品的两个夹持端；

位于测试样品正下方的顶出机构向上移动，将测试点顶起；

测试顶出机构的顶出压力，当所述顶出压力达到所述临界压力值时，顶出机构停止动作；

测量该测试样品上测试点的形变量；

判断该形变量是否超过目标形变范围，当所述形变量不超出所述目标形变范围时，则该测试样品满足抗侧压力要求，当所述形变量超出所述目标形变范围时，则该测试样品不满足抗侧压力要求。

在其中一个实施例中，所述预先设定临界压力值的步骤具体包括以下步骤：

采用标准电缆敷设于施工现场的转弯处，转弯处设有用于支撑标准电缆的多个转弯轮；

每个所述转弯轮上均布设压力传感器，每个压力传感器对应标准电缆的一个测试点，用于对应测量标准电缆上每个测试点的侧压力值；

记录每个测试点的侧压力值；

测量每个测试点的形变量；

根据多个测试点的侧压力值和形变量来制定拟合曲线；

在拟合曲线上选取形变量等于零的最大侧压力值，该最大侧压力值则为所述临界压力值。

在其中一个实施例中，所述测量每个测试点的形变量的步骤具体包括以下步骤：

将标准电缆从施工现场拆卸；

去除标准电缆的非金属外护套；

测量每个测试点所对应的金属外护套的形变量。

在其中一个实施例中，所述预先制作电缆的测试样品的步骤具体包括以下步骤：

在测试样品的两端去除外护套，被去除的外护套包括金属外护套和非金属外护套，测试样品上去除外护套的端部则为所述夹持端。

在其中一个实施例中，所述测量该测试样品上测试点的形变量的步骤具体包括以下步骤：

将测试样品从支撑架上拆卸；

去除测试样品的非金属外护套；

测量测试点所对应的金属外护套的形变量。

在其中一个实施例中，所述目标形变范围为0～5％。

本技术方案还提供了一种应用上述方法的电缆抗侧压力性能测试的装置，其特征在于，包括底座、顶出机构、压力测试仪、支撑架和形变测量工具，所述顶出机构和所述支撑架均设于所述底座上，所述支撑架设有分布于所述顶出机构的两侧的两个夹具，所述夹具用于夹取电缆测试样品的夹持端，所述顶出机构用于向上顶起测试样品上的测试点，所述压力测试仪与所述顶出机构连接用以测量所述顶出机构的顶出压力，所述形变测量工具用于测量测试点的形变量。

在其中一个实施例中，所述顶出机构的活动端垂直连接有标准接触片，所述标准接触片沿着测试样品的轴向布置。

在其中一个实施例中，还包括油压千斤顶，所述油压千斤顶设有所述顶出机构和所述压力测试仪。

本技术方案还提供了一种包含上述装置的电缆抗侧压力性能测试的系统，还包括测试样品，所述测试样品包括电缆本体和套设于所述电缆本体上的外护套，所述电缆本体的两端伸出于所述外护套设置用以形成所述夹持端。

下面对前述技术方案的优点或原理进行说明：

本发明所述电缆抗侧压力性能测试的方法、装置及系统，其通过顶出机构来模拟实际施工现场的转弯轮，并通过夹具来固定测试样品，防止测试样品在顶出机构的作用下移动。在顶出机构向上顶起的时候，其向测试样品施加侧压力。当所施加的侧压力增大至某一压力值时(本发明取临界压力值，可预先测定)，则顶出机构停止动作，在此情况下测量测试样品的形变量，判断形变量是否超出目标形变范围，当超出时则可判断该测试样品的抗侧压性能不合格，当其形变量不超出该目标形变范围时，则可得知该测试样品的抗侧压性能合格，可以在施工现场投入利用。本发明能够有效地测试出测试样品的外护套的抗侧压力性能，从而在电缆敷设之前可以判断测试样品是否合格，保证电缆投入使用时安全可靠，避免发生因电缆变形引发的电路故障，本发明具有较好的实用性，有利于在各电缆敷设现场以及电缆生产过程中推广使用。

附图说明

图1为本发明实施例所述的电缆抗侧压力性能测试的方法的流程图；

图2为图1中步骤S10的具体步骤流程图；

图3为本发明实施例所述的电缆抗侧压力性能测试的系统的结构示意图；

图4为本发明实施例所述的测试样品的横截面示意图；

图5为本发明实施例所述的夹具的结构示意图。

附图标记说明：

100、电缆抗侧压力性能测试的装置，110、底座，121、支撑杆，122、夹具，1221、上锁环，1222、下锁环，1223、螺杆，1224、螺母，131、顶出机构，132、压力测试仪，140、标准接触片，200、测试样品，210、电缆本体，220、外护套，221、非金属外护套，222、金属外护套。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

如图1所示，本发明所述的电缆抗侧压力性能测试的方法，包括以下步骤：

S100，预先设定临界压力值。

S200，预先制作电缆测试样品200，所述测试样品200设有两个夹持端和位于两个所述夹持端之间的测试点。

具体地，在测试样品200的两端去除外护套220，被去除的外护套220包括金属外护套222和非金属外护套221，测试样品200上去除外护套220的端部则为所述夹持端。所述测试点优选为测试样品200的中间部位，也可为外护套220上其他位置，测试点的位置根据实际需要进行设定。

S300，将测试样品200固定在支撑架上，所述支撑架设有两个夹具122，两个夹具122分别用于夹紧测试样品200的两个夹持端。

S400，位于测试样品200正下方的顶出机构131向上缓慢移动，将测试点顶起。

S500，压力测试仪132测试顶出机构131的顶出压力，当所述顶出压力达到所述临界压力值时，顶出机构131停止动作，并静置维持一段时间，使其变形情况稳定，该静置的时间可根据实际情况进行设定，如5min等。

S600，测量该测试样品200上测试点的形变量，具体地，包括以下步骤：

将测试样品200从支撑架上拆卸；

剥除测试样品200的非金属外护套221，同时洗去金属外护套222表面的沥青层；

测量测试点所对应的金属外护套222的形变量。

电缆的非金属外护套221具有一定的抗侧压性能，非金属外护套221越硬，电缆的抗侧压力性能也越好。但是，非金属外护套221越硬也会直接影响了电缆的弯曲性能，提高了敷设难度，即增大了敷设时的侧压力。因此，需选择软硬适中的非金属外护套221，此时，内侧的金属外护套222则要承受一定的侧压力，存在变形的可能性。本发明所述测量测试点的形变量均主要是测量电缆中的金属外护套222的形变量，因电缆变形主要集中在金属外护套222上，金属外护套222抗变形能力较弱，其变形难以恢复，对电缆质量影响重大，因而需要将非金属外护套221剥除后直接通过卡尺来测量金属外护套222的形变量。

S700，判断该形变量是否超过目标形变范围，当超出目标形变范围时则可判断该测试样品200的抗侧压性能不能满足要求，当其形变量不超出该目标形变范围时，则可得知该测试样品200的抗侧压性能满足要求，可以在施工现场投入利用。

需要说明的是，该目标形变范围根据实际需要进行设定，可设定为0～5％，目标形变范围的设定用以提供测量裕度。

本发明所述电缆抗侧压力性能测试的方法的工作原理如下：通过顶出机构131来模拟实际施工现场的转弯轮，并通过夹具122来固定测试样品200，防止测试样品200在顶出机构131的作用下移动。在顶出机构131向上顶起的时候，其向测试样品200施加侧压力。当所施加的侧压力增大至某一压力值时(本发明取临界压力值，可预先测定)，则顶出机构131停止动作，在此情况下测量测试样品200的形变量，判断形变量是否超出目标形变范围，当超出时则可判断该测试样品200的抗侧压性能不合格，当其形变量不超出该目标形变范围时，则可得知该测试样品200的抗侧压性能合格，可以在施工现场投入利用。本发明能够有效地测试出测试样品200的外护套220的抗侧压力性能，从而在电缆敷设之前可以判断测试样品200是否合格，保证电缆投入使用时安全可靠，避免发生因电缆变形引发的电路故障，本发明具有较好的实用性，有利于在各电缆敷设现场以及电缆生产过程中推广使用。

如图2所示，在本实施例中，上述步骤S100具体包括以下步骤：

S110，采用标准电缆敷设于施工现场的转弯处，转弯处设有用于支撑标准电缆的多个转弯轮，所述标准电缆可选用已投入实际应用过程中抗侧压性能优异的规格的电缆；

S120，每个所述转弯轮上均布设压力传感器，每个压力传感器对应标准电缆的一个测试点，用于对应测量标准电缆上每个测试点的侧压力值；

S130，记录每个测试点的侧压力值；

S140，测量每个测试点的形变量，具体地，包括以下步骤：

将标准电缆从施工现场拆卸；

剥除标准电缆的非金属外护套221，同时洗去金属外护套222上的沥青层；

测量每个测试点所对应的金属外护套222的形变量。

S150，根据多个测试点的侧压力值和形变量来制定拟合曲线；

S160，在拟合曲线上选取形变量等于零的最大侧压力值，该最大侧压力值则为所述临界压力值。

本发明通过采用一标准电缆敷设于施工现场，并通过压力传感器来测量标准电缆中多个测试点的侧压力值，并根据每个测试点的形变量来最终确定随着侧压力值逐渐增大时，标准电缆开始变形的侧压力值。以此最终确定的开始变形的侧压力值来作为测试时的临界压力值，从而作为测量参数实现测试样品200的抗侧压特性检测。由此可知，本发明充分结合了实际敷设现场的条件，并真实模拟了现场工况，为待投入使用的电缆样品的抗侧压性能测试提供了极大的便利。仅需要在投入使用前去到施工现场测定相应的临界压力值，即可用于后续的抗侧压性能测试，该抗侧压性能测试可在任何地方进行。

此外，在传统的转弯处放置转弯滑板的施工方法中，对于电缆敷设转弯处侧压力的要求在GB 50168-2006《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》中5.1.14规定，110kV及以上电缆敷设时，转弯处的侧压力应符合制造厂的规定；无规定时，不应大于3kN/m。而现在，由于电缆敷设中在转弯处放置的是转弯轮，传统的放置转弯滑板的施工方法不一样，因而直接导致目前现有的国标严重滞后，不适用现时的施工方法。而本发明所述临界压力值设定的方法正好克服了这一难题，重新确定了新的施工方法中电缆在转弯处的抗侧压力性能应该达到的标准。

需要说明的是，本发明上述电缆抗侧压力性能测试的方法的举例仅用于解释说明本技术方案，不可成为本技术方案的限制。本发明对上述步骤的先后顺序不做限定，本领域技术人员可根据实际需要设定相应的先后执行顺序。

如图3所示，为实施上述电缆抗侧压力性能测试的方法，本发明还提供了一种电缆抗侧压力性能测试的系统，该系统包括电缆抗侧压力性能测试的装置100和测试样品200。

其中，所述电缆抗侧压力性能测试的装置100包括底座110、顶出机构131、压力测试仪132、支撑架和形变测量工具(附图未示出)。所述顶出机构131和所述支撑架均设于所述底座110上，所述支撑架设有分布于所述顶出机构131的两侧的两个夹具122和与所述夹具122一一对应的支撑杆121，支撑杆121固定于底座上用于支撑夹具122。所述夹具122用于夹取电缆测试样品200的夹持端，所述顶出机构131用于向上顶起测试样品200上位于两个夹持端之间的测试点。所述压力测试仪132与所述顶出机构131连接用以测量所述顶出机构131的顶出压力。所述形变测量工具用于测量测试点的形变量，所述形变测量工具可为卡尺或标尺等测量工具。

由于本发明主要用于测量电缆外护套220(尤其是金属外护套222)的抗变形特性，但由于外护套220变形并非受转弯轮的单独作用，是转弯轮和内侧的电缆本体210共同作用的结果，对于高压电缆抗侧压力性能的检测，需综合考虑电缆敷设过程中的施工条件和实际受力情况，因而该测试样品200不仅包括外护套220，还包括电缆本体210，外护套220套设于电缆本体210上。所述外护套220包括内侧的金属外护套222和外侧的非金属外护套221，非金属外护套221挤包在金属外护套222上，请结合图4。并且由于测试样品200需固定于支撑架的夹具122上，为防止夹具122夹持时影响外护套220的变形，本发明将测试样品200两端的外护套220剥除，即电缆本体210伸出于外护套220设置，留下电缆本体210成为夹持端固定于夹具122内，从而保证测试点的变形仅受顶出机构131的单独影响，用以真实模拟转弯轮对电缆的侧压力。

本发明所述电缆抗侧压力性能测试的系统与电缆抗侧压力性能测试的方法工作原理相同，所达到的技术效果也相同，在此不重复赘述。

在本实施例中，所述顶出机构131和所述压力测试仪132均为油压千斤顶的组件，压力测试仪132可测出顶出机构131内的油缸压强。因而本发明可直接采用现有的结构，降低了制作难度，节省了开发成本。

所述顶出机构131的活动端垂直连接有标准接触片140，标注接触片140布置于测试点的周围，所述标准接触片140的长度大于活动端的长度，且沿着测试样品200的轴向布置。标准接触片140为电缆弯曲提供支撑导向，用以真实模拟电缆的转弯程度，防止顶出机构131直接顶起电缆，使得电缆的弯曲半径过大，不利于模拟真实施工条件。

如图5所示，在本实施例中，所述夹具122包括上下相对设置的上锁环1221和下锁环1222，所述上锁环1221和所述下锁环1222之间配合形成固定电缆本体210的圆环。所述上锁环1221的一端与所述下锁环1222的一端可转动连接，所述上锁环1221的另一端与所述下锁环1222的另一端通过紧固件紧固连接。所述紧固件包括螺杆1223和与所述螺杆1223紧固配合的螺母1224，所述螺杆1223与所述上锁环1221可转动连接，所述下锁环1222设有卡口，所述螺杆1223可转动至进入所述卡口内，所述螺母1224与所述螺杆1223配合将所述上锁环1221和所述下锁环1222紧固。需要说明的是，本发明也可根据实际需要采用其他的可拆卸连接方式来实现上锁环1221和下锁环1222的连接，如两端均用紧固件连接。

综上所述，本发明提供一种电缆抗侧压力性能测试的方法、装置及系统，其真实模拟实际施工工况，能够有效模拟测试出测试样品外护套在实际施工工况下的抗侧压力性能，从而在电缆敷设之前可以判断测试样品是否合格，保证电缆投入使用时安全可靠，避免发生因电缆变形引发的电路故障。此外，本发明也提出了适用于目前的转弯轮施工方法的抗侧压力性能应该达到的标准。

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。

Claims (10)

1.一种电缆抗侧压力性能测试的方法，其特征在于，包括以下步骤：

预先设定临界压力值；

预先制作电缆的测试样品，所述测试样品设有两个夹持端和位于两个所述夹持端之间的测试点；

将测试样品固定在支撑架上，所述支撑架设有两个夹具，两个夹具分别用于夹紧测试样品的两个夹持端；

位于测试样品正下方的顶出机构向上移动，将测试点顶起；

测试顶出机构的顶出压力，当所述顶出压力达到所述临界压力值时，顶出机构停止动作；

测量该测试样品上测试点的形变量；

判断该形变量是否超过目标形变范围，当所述形变量不超出所述目标形变范围时，则该测试样品满足抗侧压力要求，当所述形变量超出所述目标形变范围时，则该测试样品不满足抗侧压力要求。

2.根据权利要求1所述的电缆抗侧压力性能测试的方法，其特征在于，所述预先设定临界压力值的步骤具体包括以下步骤：

采用标准电缆敷设于施工现场的转弯处，转弯处设有用于支撑标准电缆的多个转弯轮；

每个所述转弯轮上均布设压力传感器，每个压力传感器对应标准电缆的一个测试点，用于对应测量标准电缆上每个测试点的侧压力值；

记录每个测试点的侧压力值；

测量每个测试点的形变量；

根据多个测试点的侧压力值和形变量来制定拟合曲线；

在拟合曲线上选取形变量等于零的最大侧压力值，该最大侧压力值则为所述临界压力值。

3.根据权利要求2所述的电缆抗侧压力性能测试的方法，其特征在于，所述测量每个测试点的形变量的步骤具体包括以下步骤：

将标准电缆从施工现场拆卸；

去除标准电缆的非金属外护套；

测量每个测试点所对应的金属外护套的形变量。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电缆抗侧压力性能测试的方法，其特征在于，所述预先制作电缆的测试样品的步骤具体包括以下步骤：

在测试样品的两端去除外护套，被去除的外护套包括金属外护套和非金属外护套，测试样品上去除外护套的端部则为所述夹持端。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的电缆抗侧压力性能测试的方法，其特征在于，所述测量该测试样品上测试点的形变量的步骤具体包括以下步骤：

将测试样品从支撑架上拆卸；

去除测试样品的非金属外护套；

测量测试点所对应的金属外护套的形变量。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的电缆抗侧压力性能测试的方法，其特征在于，所述目标形变范围为0～5％。

7.一种应用权利要求1至6中任一项所述方法的电缆抗侧压力性能测试的装置，其特征在于，包括底座、顶出机构、压力测试仪、支撑架和形变测量工具，所述顶出机构和所述支撑架均设于所述底座上，所述支撑架设有分布于所述顶出机构的两侧的两个夹具，所述夹具用于夹取电缆测试样品的夹持端，所述顶出机构用于向上顶起测试样品上的测试点，所述压力测试仪与所述顶出机构连接用以测量所述顶出机构的顶出压力，所述形变测量工具用于测量测试点的形变量。

8.根据权利要求7所述的电缆抗侧压力性能测试的装置，其特征在于，所述顶出机构的活动端垂直连接有标准接触片，所述标准接触片沿着测试样品的轴向布置。

9.根据权利要求7所述的电缆抗侧压力性能测试的装置，其特征在于，还包括油压千斤顶，所述油压千斤顶设有所述顶出机构和所述压力测试仪。

10.一种包括权利要求7至9中任一项所述装置的电缆抗侧压力性能测试的系统，还包括测试样品，所述测试样品包括电缆本体和套设于所述电缆本体上的外护套，所述电缆本体的两端伸出于所述外护套设置用以形成所述夹持端。