CN109443605A - 橡胶预制件与电缆绝缘界面压力的检测装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种橡胶预制件与电缆绝缘界面压力的检测装置及其检测方法，其特征在于：所述的检测方法是用压力测试导杆来模拟电缆进行橡胶预制件与电缆绝缘界面压力检测的，所述的压力测试导杆一端封闭，另一端轴向设置进气道和出气道，中部开有与进气道连通的进气孔和与出气道连通的出气孔，所述的橡胶预制件套装于压力测试导杆上，设有压力表的氮气罐通过连接管路与进气道连接，氮气通入后作用于孔口处橡胶预制件与压力测试导杆的接触界面，当输入的氮气压力大于进气孔处橡胶预制件的抱紧力时，氮气通过出气孔溢出，此时氮气罐上所设压力表显示的读数即为所测点橡胶预制件对压力测试导杆的抱紧力。本发明操作简便，适用范围广，检测结果准确。
Description
技术领域
本发明涉及一种交联电缆附件用检测装置，特别是公开一种橡胶预制件与电缆绝缘界面压力的检测装置及其检测方法，用于交联电缆橡胶预制中间接头与电缆绝缘界面压力的测试，适用于中压及以上电压等级的硅橡胶或三元乙丙橡胶材质的各种橡胶预制件。
背景技术
对于橡胶预制件中间接头和终端来说，主要通过橡胶预制件和电缆绝缘间的过盈配合产生的抱紧力来获得足够的电气强度，所以高压电缆线路在中间接头和终端等附件处特别容易出现故障。在一定的界面压力范围内，橡胶预制件与电缆绝缘界面的径向和沿面击穿强度与两者界面压力成正相关，一般认为0.25MPa～0.5MPa是一个比较合适的压力区间。目前针对界面压力的测试方法和压力数值尚未有明确的国标规定，只有针对橡胶材料本身的定伸应力和拉断伸长率等参数作出的参考性要求。由于实际上橡胶预制件对电缆绝缘的抱紧力受多种因素影响，很难直观地仅仅凭借橡胶材料的定伸应力和拉断伸长率来判断橡胶/电缆绝缘界面压力是否符合要求，因此催生了各种直接测量界面压力的方法。
方法一：如图1所示，采用等刚度、等径铝合金管2来模拟电缆，橡胶预制件1安装在铝合金管上后用电测法测量铝合金管2内壁应变（图中3为6个应变计），经有限元计算分析得到铝管外壁压力，从而间接得到电缆和橡胶预制件界面的压力。该方法主要问题在于应变计需分布在铝合金管内壁，显然安装应变计操作复杂且对安装操作精度要求较高。而且要确定一个合适的铝合金管壁厚度并不容易，若铝合金管壁太厚，会因管壁形变过小导致应变测量误差太大而失去意义，若铝合金管壁太薄，则形变太大又会产生另外的问题，因此确定合适的铝合金管壁的厚度又是此检测方法的一个难点。
方法二：利用预埋压力传感器直接测量，操作复杂，且传感器测量精度受偶然因素影响较大。必须先将压力传感器安放到位才能安装橡胶预制件，而安装橡胶预制件过程中可能会出现传感器错位的情况，导致最终所测数据错误。传感器安装空间的限制导致此检测方法应用范围受限，不适用于小截面的电缆和附件。
方法三：如图2所示，采用试验棒模拟电缆，试验棒开有气道和气孔，一方面通过压力测试元件直接测取界面压力，另一方面通过从气道充气，气体从预留的气孔中溢入预留的橡胶件与试验棒的空隙中，待气体压力大于橡胶预制件与试验棒界面压力后气体溢出，通过读取气体从接头两端溢出时的气压来获取界面压力，最后取前述两种方式分别测得的数值的平均值来作为最终界面压力值。该检测方法一方面没有解决压力传感器测量不准的问题，另一方面由于橡胶预制件是由多种不同的橡胶共同组成，各处物理性能并不一致，因此气体溢出时的气压只能代表气体溢出路径部分的橡胶预制件与试验棒界面的最大压强，并不能准确代表待测部位的真实界面压力。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的缺陷，设计一种橡胶预制件与电缆绝缘界面压力的检测装置及其检测方法，结构简单，安装可靠，检测方便，结果准确，为高压电缆附件的设计和生产提供快捷的检测手段。
本发明是这样实现的：一种橡胶预制件与电缆绝缘界面压力的检测装置，其特征在于：所述的检测装置包括压力测试导杆，所述的压力测试导杆用以模拟电缆进行橡胶预制件与电缆绝缘界面压力测试，与模拟电缆外径相等，且其刚度大于或等于模拟电缆的绝缘材料的刚度，所述的压力测试导杆一端封闭，另一端轴向设有两个独立的气道，位于下方的为进气道、位于上方的为出气道，在所述压力测试导杆的中部开有两个径向通孔，与进气道连通的为进气孔，与出气道连通的为出气孔，所述进气孔与出气孔的轴心间距为6～8mm，优选为7mm，所述的橡胶预制件套装于压力测试导杆上，进气道孔口设置的管路接口与设有压力表的氮气罐通过连接管路连接。
所述的压力测试导杆可采用各种金属或非金属材料制成，所述的进气道孔口处设置有管路接口，所述的进气道和出气道间的轴心间距为15～25mm，优选为20mm，两气道内径分别为8～10mm，优选为10mm，所述进气孔与出气孔的内径分别为2～5mm，优选为3mm。
所述的检测方法是以所述检测装置中的压力测试导杆来模拟电缆进行橡胶预制件与电缆绝缘界面压力检测的，具体步骤如下：
（1）将橡胶预制件套装在压力测试导杆上；
（2）设有压力表的氮气罐通过连接管路与进气道孔口设置的管路接口连接，并保证气密性；
（3）设置装水容器，并将压力测试导杆的出气孔一端置于装水容器中的水面以下；
（4）打开氮气罐开关，氮气罐中的氮气通过连接管路经管路接口输送入进气道中并通过进气孔作用于孔口处橡胶预制件与压力测试导杆的接触界面；
（5）当输入的氮气压力大于进气孔处橡胶预制件的抱紧力时，橡胶预制件局部被撑开，氮气通过位于进气孔旁侧的出气孔向出气道泄露并溢出压力测试导杆之外，在装水容器的水面产生由溢出氮气形成的气泡，此时氮气罐上所设压力表显示的读数即为所测点橡胶预制件对压力测试导杆的抱紧力。
本发明通过调整橡胶预制件与压力测试导杆的相对位置改变进气孔与出气孔对应于橡胶预制件的所在位置，用以检测橡胶预制件对应的任意点的界面压力，通过改变压力测试导杆的外径大小，可以实现对各种规格的橡胶预制件进行测试。
本发明的有益效果是：本发明的检测装置适用范围广，且有很宽的温度适用范围，可测各温度条件下的中高压电缆中间接头和电缆终端，并保证检测结果的准确性。在测试时通过调整橡胶预制件与压力测试导杆的相对位置可以改变进气孔与出气孔对应于橡胶预制件的所在位置，可测橡胶预制件对应的任意点的界面压力。
本发明是一种简单可靠地测量橡胶预制件与电缆绝缘界面压力的检测装置及其检测方法，可在橡胶预制件设计过程中方便地监控其与电缆绝缘的界面压力，由此得到界面压力与高压电缆附件耐电强度的关系，指导设计者根据橡胶预制件的不同配方设置与电缆绝缘间不同的过盈尺寸，检测过程简便，检测结果准确，极大地便利了设计者的工作，并有效减少了相关资源的浪费。
附图说明
图1是现有技术采用铝合金管模拟检测橡胶预制件与电缆绝缘界面压力的结构原理示意图。
图2是现有技术采用试验棒模拟检测橡胶预制件与电缆绝缘界面压力的结构原理示意图。
图3是本发明检测装置的结构示意图。
图4 是采用本发明检测装置进行橡胶预制件与电缆绝缘界面压力检测的结构原理示意图。
图中：1、橡胶预制件； 2、铝合金管； 3、应变计； 4、压力传感器； 5、气道； 6、传感器显示仪； 7、气压表； 8、气体入口； 9、压力测试导杆； 10、进气道； 11、出气道； 12、出气孔； 13、进气孔； 14、氮气罐。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明为一种橡胶预制件与电缆绝缘界面压力的检测装置及其检测方法。根据附图3，所述的检测装置包括压力测试导杆9，通过压力测试导杆9模拟电缆进行界面压力测试。所述的压力测试导杆9可由各种金属或非金属材料制成，但原则上刚度不应低于模拟电缆的绝缘材料的刚度，同时压力测试导杆9与要模拟电缆等径。
所述的压力测试导杆9一端封闭，另一端轴向设有两个独立的气道，位于下方的为进气道10、位于上方的为出气道11，两气道轴心间距为15～25mm，优选为20mm，分别为8～10mm，优选为10mm，其中所述的进气道10孔口设有用于与氮气罐14连接的管路接口。在所述压力测试导杆9的中部开有两个径向通孔，与进气道10连通的为进气孔13，与出气道11连通的为出气孔12，所述进气孔13与出气孔12的轴心间距为6～8mm，优选为7mm，内径分别为2～5mm，优选为3mm。
根据附图4，采用本发明检测装置进行检测工作时，具体操作如下：
将橡胶预制件1套装于压力测试导杆9上，氮气罐14通过连接管路与进气道10孔口处设置的管路接口连接，并保证连接的气密性。打开氮气罐14，氮气罐14中的氮气通过连接管路经管路接口输送入进气道10中并通过进气孔13作用于孔口处橡胶预制件1与压力测试导杆9的接触界面，当输入的氮气压力大于此处橡胶预制件抱紧力时，橡胶预制件局部被撑开，氮气通过位于进气孔13旁侧的出气孔12向出气道11泄露并溢出压力测试导杆9之外，此时氮气罐14上所设压力表显示的读数即为所测点橡胶预制件对压力测试导杆9的抱紧力。为便于观察氮气溢出情况，需配合设置装水容器，并将压力测试导杆9的出气孔12一端置于水面以下，在氮气出现溢出时，水面即可观察到由溢出氮气形成的气泡。也可采用出气孔12外接出气管道的方式，将出气管道口置于装水容器的水面之下即可方便观察氮气溢出情况。
采用本发明设计的橡胶预制件与电缆绝缘界面压力检测装置进行检测时，操作简便、省时省力，免去埋放各种传感器所带来的潜在测量误差，且本发明的压力测试导杆9加工方便，可通过改变压力测试导杆9的外径，对各种规格的橡胶预制件进行测试。
本发明所述的橡胶预制件与电缆绝缘界面压力检测装置中压力测试导杆进气孔和出气孔的孔口距离很近，可近似认为两者之间橡胶预制件的橡胶材料物理性质一致，保证了测试结果的准确性。在测试时通过调整橡胶预制件与压力测试导杆的相对位置可以改变进气孔与出气孔对应于橡胶预制件的所在位置，可测橡胶预制件对应的任意点的界面压力。
本发明的检测装置适用范围很广，理论上只要能将橡胶预制件安装到压力测试导杆上就能测试，可测各种规格的中高压电缆中间接头和电缆终端。由于本发明的检测装置本身没有设置电子元件，所以有很宽的温度适用范围，可测各温度条件下的橡胶预制件与电缆绝缘的界面压力并保证准确度。
Claims (4)
1.一种橡胶预制件与电缆绝缘界面压力的检测装置，其特征在于：所述的检测装置包括压力测试导杆，所述的压力测试导杆用以模拟电缆进行橡胶预制件与电缆绝缘界面压力测试，与模拟电缆外径相等，且其刚度大于或等于模拟电缆的绝缘材料的刚度，所述的压力测试导杆一端封闭，另一端轴向设有两个独立的气道，位于下方的为进气道、位于上方的为出气道，在所述压力测试导杆的中部开有两个径向通孔，与进气道连通的为进气孔，与出气道连通的为出气孔，所述进气孔与出气孔的轴心间距为6～8mm，所述的橡胶预制件套装于压力测试导杆上，进气道孔口设置的管路接口与设有压力表的氮气罐通过连接管路连接。
2.根据权利要求 1 所述的橡胶预制件与电缆绝缘界面压力的检测装置，其特征在于：所述的进气道孔口处设置有管路接口，所述的进气道和出气道间的轴心间距为15～25mm，两气道内径分别为8～10mm，所述进气孔与出气孔的内径分别为2～5mm。
3.一种权利要求 1 或2所述橡胶预制件与电缆绝缘界面压力的检测装置的检测方法，其特征在于：所述的检测方法是以所述检测装置中的压力测试导杆来模拟电缆进行橡胶预制件与电缆绝缘界面压力检测的，具体步骤如下：
（1）将橡胶预制件套装在压力测试导杆上；
（2）设有压力表的氮气罐通过连接管路与进气道孔口设置的管路接口连接，并保证气密性；
（3）设置装水容器，并将压力测试导杆的出气孔一端置于装水容器中的水面以下；
（4）打开氮气罐开关，氮气罐中的氮气通过连接管路经管路接口输送入进气道中并通过进气孔作用于孔口处橡胶预制件与压力测试导杆的接触界面；
（5）当输入的氮气压力大于进气孔处橡胶预制件的抱紧力时，橡胶预制件局部被撑开，氮气通过位于进气孔旁侧的出气孔向出气道泄露并溢出压力测试导杆之外，在装水容器的水面产生由溢出氮气形成的气泡，此时氮气罐上所设压力表显示的读数即为所测点橡胶预制件对压力测试导杆的抱紧力。
4.根据权利要求 3 所述橡胶预制件与电缆绝缘界面压力的检测装置的检测方法，其特征在于：通过调整橡胶预制件与压力测试导杆的相对位置改变进气孔与出气孔对应于橡胶预制件的所在位置，用以检测橡胶预制件对应的任意点的界面压力，通过改变压力测试导杆的外径大小，实现对各种规格的橡胶预制件进行测试。
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