CN109752119A - 一种电缆附件界面压力测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种电缆附件界面压力测量装置和方法，包括一调压流体源，经一管道连通一压力测量仪，一柱状测量棒，测量时插入电缆附件的通孔内，至少一注入管内置于所述柱状测量棒，所述注入管的一端从所述柱状测量棒的一端部伸出并连通所述压力测量仪，所述注入管的另一端在所述柱状测量棒侧面有一测量孔，所述测量孔在所述柱状测量棒侧面有一环形槽包围，一排出管内置于所述柱状测量棒，所述排出管的一端连通所述环形槽，另一端伸出所述柱状测量棒的端部。本发明可以实现：1、提升测量的准确度；2、精确测量电缆附件任意界面区域的压力；3、实现无级差连续变化直径的测量，操作更简便。
Description
技术领域
本发明涉及一种压力测量装置技术领域，特别是涉及一种电缆附件界面压力测量装置及方法。
背景技术
电缆附件通常由硅橡胶或乙丙橡胶包裹半导体构成圆筒状，轴向通孔过盈扩张后紧密套在电缆主绝缘上，并保持一定的界面压力。界面压力的大小和分布情况直接影响到电缆接头的电气性能，是电缆的一个关键部件。当界面压力不均匀时，电缆头的电场分布不均匀，出现电场集中现象，有些界面压力小的断面可能会被电场击穿。橡胶材料的不同配方和批次、不同轴线位置的厚度、半导体层的分布空间形状、对电缆主绝缘的直径配合、运行使用的时间长短等因素会影响界面压力整体过大或过小，或者局部压力不均匀，会增加电缆出故障的风险。因此，研发一种能够准确测量电缆附件的不同位置，不同直径扩张过盈量的界面压力的测量装置十分重要，对研发设计新型号的电缆附件、电缆附件交接验收检测和故障分析起到重要的作用。
申请号为201410462382.X的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。该技术对于解决上述界面压力测量还存在如下不足之处：1、水流从电缆附件的中段流至端部时，受限于出水孔至端部某一最大界面压力的截面，测量值只是表征了某轴向段电缆附件的最大压力值，不能测出具体某轴向点的界面压力。对于界面压力不均匀的附件，只能测出界面压力的最大值，无法准确测量到电缆附件的轴向不同位置的界面压力。2、当水压刚好大于界面压力时，水流通过出水孔沿接触界面从橡胶应力锥端部流出，流过的距离长达几十至几百毫米，遇到界面压力偏小的区域，会不断的填充并扩张附件的截面，直到界面压力达到整段的最大值才能留出端部，会滞后一段较长的时间，在水压持续升高的测量过程中，读出压力测试表上显示的压力就会比实际界面压力偏大。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术中测量电缆附件不同位置不同扩张直径界面压力测量的问题，提供一种电缆附件界面压力测量装置及方法，其技术方案如下：
一种电缆附件界面压力测量装置，包括一调压流体源，经一管道连通一压力测量仪，其特征在于：还包括一柱状测量棒，测量时插入电缆附件的通孔内，至少一注入管内置于所述柱状测量棒，所述注入管的一端从所述柱状测量棒的一端部伸出并连通所述压力测量仪，所述注入管的另一端在所述柱状测量棒侧面有一测量孔，所述测量孔在所述柱状测量棒侧面有一环形槽包围，一排出管内置于所述柱状测量棒，所述排出管的一端连通所述环形槽，另一端伸出所述柱状测量棒的端部。在调压流体源输出的流体压力从小到大调增过程中，流体的压力达到电缆附件在测量孔处的压力后，只要再增加一微小压力，流体就会从测量孔流到环形槽，同时推动排出管内流体的流动，检测到排出管内流体流动时记录压力测量仪的读数就得到电缆附件在所述测量孔处的界面压力。
所述柱状测量棒包括至少一空腔，所述空腔在所述柱状测量棒的端部开孔，所述空腔内装有所述注入管和所述排出管。
所述柱状测量棒实体内置至少一所述注入管和至少一所述排出管。
所述调压流体源的介质是水、油或气体。
所述柱状测量棒与被测电缆附件嵌套的电缆部件的外形和大小相对应。
所述柱状测量棒是一整体固定结构。
所述柱状测量棒由一组扇形块包裹在一根轴心棒上，至少一所述扇形块内置一所述注入管、一所述测量孔、一所述环形槽和一所述排出管，所述扇形块与所述轴心棒之间至少包括一锥度接触面，调整所述扇形块与所述轴心棒轴向相对位置就可以调整柱状测量棒的直径。
一种电缆附件界面压力测量方法，其特征在于：包括以下步骤：装配步骤，把所述柱状测量棒插入所述电缆附件的通孔内；调压步骤，从小到大调节所述调压流体源的压力；测量步骤，在检测到所述排出管有流体流动时，记录所述压力测量仪的测量数值，从而得到电缆附件在所述测量孔处的界面压力。
在所述调压步骤之前还包括调整所述扇形块与所述轴心棒轴向相对位置，以调整柱状测量棒的直径。
在所述测量步骤之前还包括排气步骤，检测到所述排出管充满液体后，降低所述调压流体源的压力使得所述排出管内液体停止流动，再次从小到大调节所述调压流体源的压力。
本发明的有益效果如下：1、提升测量的准确度，在调压流体源输出的流体压力从小到大调增过程中，流体的压力达到电缆附件在测量孔处的压力时，只要再增加一微小压力，流体就会从测量孔流到环形槽，只要流出一滴液体就容易被观测检测到，从而准确记录电缆附件的界面压力。2、精确测量电缆附件任意界面区域的压力，环形槽圈定了压力测量的范围，解决了电缆附件界面压力不均匀情况各个点的分布压力，对于改进电缆附件的结构设计提供了技术支持。3、实现无级差连续变化直径的测量，可以先以小于电缆附件通孔直径插入，再调大柱状测量棒的直径到需要的数值就可以测量，操作更简便。现有技术针对每一具体的电缆主绝缘直径需要制作对应直径的模拟测量棒，制作成本高，而且要每次扩张电缆附件通孔后才能插入，操作复杂。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图；
图2为本发明测量孔与环形槽示意图；
图3为本发明实施例一的柱状测量棒示意图；
图4为本发明实施例二的柱状测量棒示意图；
图5为本发明实施例三的柱状测量棒的扇形块与轴心棒配合横向剖面示意图；
图6为本发明实施例三的柱状测量棒的扇形块与轴心棒配合纵向剖面示意图；
图7为本发明实施例四的柱状测量棒的扇形块与轴心棒配合横向剖面示意图；
图8为本发明实施例四的柱状测量棒的扇形块与轴心棒配合纵向剖面示意图；
图9为本发明一个实施例的电缆附件界面压力测量方法的流程图;
图中数字表示：1、调压流体源，2、管道，3、压力测量仪，4、柱状测量棒，5、电缆附件，6、注入管，7、测量孔，8、环形槽，9、排出管，10、空腔，11、扇形块，12、轴心棒，13、锥度接触面。
具体实施方式
为了更进一步阐述本发明所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案进行清楚和完整的描述。
如图1所示，图1为本发明装置的结构示意图，一种电缆附件界面压力测量装置，包括调压流体源1，经管道2连通压力测量仪3，柱状测量棒4测量时插入电缆附件5的通孔内，注入管6内置于柱状测量棒4，注入管6的一端从柱状测量棒4的一端部伸出并连通压力测量仪3，注入管6的另一端在柱状测量棒4侧面有一测量孔7，测量孔7在柱状测量棒4侧面有一环形槽8包围，一排出管9内置于柱状测量棒4，排出管9的一端连通环形槽8，另一端伸出柱状测量棒4的端部。在调压流体源1输出的流体可以是水、油或气体，在本具体实施例中，选择水流体。调压流体源1可以是连接高压自来水，缓慢的打开调压流体源1的阀门，水压力从小到大调增过程中，流体的压力达到电缆附件5在测量孔7处的压力后，只要再增加一微小压力，流体就会从测量孔7流到环形槽8，同时推动排出管9内流体的流动。检测到排出管9内流体流动时记录压力测量仪3的读数就得到电缆附件5在所述测量孔7处的界面压力。检测排出管9内流体流动的方法可以是观测管口是否冒泡或者有水滴流出。
如图2所示，图2为本发明测量孔与环形槽示意图，测量孔7的周向有环形槽8，排出管9的一端连接环形槽8。这个结构能够保证流体从测量孔7流出后必然会流到环形槽8，进一步的推动排出管9内流体的流动。同时，这个结构能够保证流体从测量孔7流出后不会超出环形槽8的范围，不会对其它位置的测量造成干扰。从而，本技术方案可以实现对电缆附件界面的分布式测量。
如图3所示，图3为本发明实施例一的柱状测量棒示意图。柱状测量棒4包括一空腔10，空腔10在柱状测量棒4的端部开孔，空腔10内装有注入管6和排出管9。柱状测量棒4的壁厚大于环形槽8的深度。注入管6一端连接一测量孔7。每根柱状测量棒4的直径为固定值，可以根据测量的需要，定做相应的直径。柱状测量棒4内可以在纵向或周向不同位置配置多个测量孔7、注入管6和排出管9，可以在柱状测量棒4插入电缆附件时测量多个不同位置的界面压力。当有多根注入管6时，可以每根注入管6分别连接压力测量仪3，也可以每根注入管6连接一开关后在连接压力测量仪3，在测量时，打开相应的开关。
如图4所示，图4为本发明实施例二的柱状测量棒示意图。柱状测量棒4可以是3D打印成型，也可以是机械加工成型，在柱状测量棒4内设有注入管6和排出管9。注入管6一端连接一测量孔7。每根柱状测量棒4的直径为固定值，可以根据测量的需要，定做相应的直径。柱状测量棒4内可以在纵向或周向不同位置配置多个测量孔7、注入管6和排出管9，可以在柱状测量棒4插入电缆附件时测量多个不同位置的界面压力。当有多根注入管6时，可以每根注入管6分别连接压力测量仪3，也可以每根注入管6连接一开关后在连接压力测量仪3，在测量时，打开相应的开关。
如图5所示，图5为本发明实施例三的柱状测量棒的扇形块与轴心棒配合横向剖面示意图。如图6所示，图6为本发明实施例三的柱状测量棒的扇形块与轴心棒配合纵向剖面示意图。柱状测量棒4由一组6块扇形块11包裹在一根轴心棒12上。扇形块11的圆周侧面有测量孔7、环形槽8。扇形块11包括一空腔10，空腔10在扇形块11的端部开孔，空腔10内装有注入管6和排出管9。扇形块11与轴心棒12之间包括2个锥度接触面13，调整扇形块11与轴心棒12轴向相对位置就可以调整柱状测量棒4的直径。当有多根注入管6时，可以每根注入管6分别连接压力测量仪3，也可以每根注入管6连接一开关后在连接压力测量仪3，在测量时，打开相应的开关。
如图7所示，图7为本发明实施例四的柱状测量棒的扇形块与轴心棒配合横向剖面示意图。如图8所示，图8为本发明实施例四的柱状测量棒的扇形块与轴心棒配合纵向剖面示意图。柱状测量棒4由一组6块扇形块11包裹在一根轴心棒12上。扇形块11的圆周侧面有测量孔7、环形槽8，注入管6连接测量孔7，排出管9连接环形槽8。扇形块11与轴心棒12之间包括2个锥度接触面13，调整扇形块11与轴心棒12轴向相对位置就可以调整柱状测量棒4的直径。当有多根注入管6时，可以每根注入管6分别连接压力测量仪3，也可以每根注入管6连接一开关后在连接压力测量仪3，在测量时，打开相应的开关。
一种电缆附件界面压力测量方法，应用于所述一种电缆附件界面压力测量装置：包括以下步骤：步骤100，装配步骤，把所述柱状测量棒插入所述电缆附件的通孔内；步骤200，调压步骤，从小到大调节所述调压流体源的压力；步骤300，测量步骤，在检测到所述排出管有流体流动时，记录所述压力测量仪的测量数值，从而得到电缆附件在所述测量孔处的界面压力。
在所述步骤200之前还包括调整所述扇形块与所述轴心棒轴向相对位置，以调整柱状测量棒的直径。
在所述步骤300之前还包括排气步骤，检测到所述排出管充满液体后，降低所述调压流体源的压力使得所述排出管内液体停止流动，再次从小到大调节所述调压流体源的压力。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种电缆附件界面压力测量装置，包括一调压流体源，经一管道连通一压力测量仪，其特征在于：还包括一柱状测量棒，测量时插入电缆附件的通孔内，至少一注入管内置于所述柱状测量棒，所述注入管的一端从所述柱状测量棒的一端部伸出并连通所述压力测量仪，所述注入管的另一端在所述柱状测量棒侧面有一测量孔，所述测量孔在所述柱状测量棒侧面有一环形槽包围，一排出管内置于所述柱状测量棒，所述排出管的一端连通所述环形槽，另一端伸出所述柱状测量棒的端部。
2.根据权利要求1所述的电缆附件界面压力测量装置，其特征在于：所述柱状测量棒包括至少一空腔，所述空腔在所述柱状测量棒的端部开孔，所述空腔内装有所述注入管和所述排出管。
3.根据权利要求1所述的电缆附件界面压力测量装置，其特征在于：所述柱状测量棒实体内置至少一所述注入管和至少一所述排出管。
4.根据权利要求1所述的电缆附件界面压力测量装置，其特征在于：所述调压流体源的介质是水、油或气体。
5.根据权利要求1至4任一所述的电缆附件界面压力测量装置，其特征在于：所述柱状测量棒与被测电缆附件嵌套的电缆部件的外形和大小相对应。
6.根据权利要求5所述的电缆附件界面压力测量装置，其特征在于：所述柱状测量棒是一整体固定结构。
7.根据权利要求5所述的电缆附件界面压力测量装置，其特征在于：所述柱状测量棒由一组扇形块包裹在一根轴心棒上，至少一所述扇形块内置一所述注入管、一所述测量孔、一所述环形槽和一所述排出管，所述扇形块与所述轴心棒之间至少包括一锥度接触面，调整所述扇形块与所述轴心棒轴向相对位置就可以调整柱状测量棒的直径。
8.一种电缆附件界面压力测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
装配步骤，把所述柱状测量棒插入所述电缆附件的通孔内；
调压步骤，从小到大调节所述调压流体源的压力；
测量步骤，在检测到所述排出管有流体流动时，记录所述压力测量仪的测量数值，从而得到电缆附件在所述测量孔处的界面压力。
9.根据权利要求8所述的电缆附件界面压力测量方法，其特征在于：在所述调压步骤之前还包括调整所述扇形块与所述轴心棒轴向相对位置，以调整柱状测量棒的直径。
10.根据权利要求8所述的电缆附件界面压力测量方法，其特征在于：在所述测量步骤之前还包括排气步骤，检测到所述排出管充满液体后，降低所述调压流体源的压力使得所述排出管内液体停止流动，再次从小到大调节所述调压流体源的压力。
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