CN112461700A - 一种电缆阻水带不同湿度环境下受潮速率测定方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电缆阻水带不同湿度环境下受潮速率测定方法及系统，通过在同一根阻水带上选取多个规定尺寸试样，烘干后分别放置于恒温恒湿箱内，通过设置恒温恒湿箱内不同湿度环境，记录不同时长条件下阻水带的重量变化，并根据阻水带达到含水率标准限值时的时间，计算得出相应湿度环境下的阻水带受潮速率。本发明可用于电缆生产制造时阻水带的工艺控制，给出电缆在完成阻水带绕包后，处于不同湿度天气时的转序时限，对确保电缆生产质量具有重要指导意义。
Description
技术领域
本发明属于电缆阻水带测量测试技术领域，涉及电缆阻水带的受潮速率测定方法及系统，尤其是一种电缆阻水带不同湿度环境下受潮速率测定方法及系统。
背景技术
近年来，国内多地高压XLPE电缆运行线路出现本体击穿故障。对故障电缆解剖分析表明，故障电缆绝缘屏蔽表面以及阻水带有明显烧灼现象。通过对灼烧现象及灼烧产物进行分析，发现该问题的产生与阻水带吸水受潮有关。
阻水带绕包于电缆外屏蔽与铝护套之间，其作用主要有三点：一是防止外屏蔽在铝护套的挤压下发生机械损伤，二是确保外屏蔽与铝护套形成良好的电气连接，三是当电缆进水时，可以吸水膨胀阻断水分扩散。由此可见，阻水带自身具有易于吸潮的特性，正因为这种特性，导致阻水带吸潮后含水率超标，在电缆运行时，发生电化学反应引起阻水带烧蚀，最终导致电缆击穿故障。
目前，针对阻水带自身性能的检测包括含水率、体积电阻率等参数，但只能在阻水带生产成型后、未绕包在电缆上时进行取样测试。在电缆生产制造过程中，因为涉及多个工艺环节，在阻水带绕包和铝套成型之间存在一定工艺转序时间，如果在这期间环境湿度较高，同时转序等候时间较长，将会导致阻水带严重吸潮。由于此时无法再次对阻水带自身特性进行取样测试，这就导致了成品电缆中的阻水带含水率可能已经超标，影响后期电缆使用时的安全运行，而目前针对此问题的解决手段尚处于空白阶段。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、方便实用的电缆阻水带不同湿度环境下受潮速率测定方法及系统。
本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：
一种电缆阻水带不同湿度环境下受潮速率测定方法，包括以下步骤：
步骤1、在同一根阻水带上选取10个相同试样；
步骤2、将10个试样分别置于10个玻璃皿中，样品与玻璃皿构成样品皿一同称重，分别记录10个样品皿的质量M1-0、M2-0、M3-0、M4-0、M5-0、M6-0、M7-0、M8-0、M9-0、M10-0；
步骤3、然后将10个样品皿放入恒温加热箱，设置加热温度100℃，保持1h，然后取出称量，记录此时10个样品皿的质量M1-1、M2-1、M3-1、M4-1、M5-1、M6-1、M7-1、M8-1、M9-1、M10-1；
步骤4、对比加热前后每组样品皿的质量，如果加热后任意一个样品皿的质量相比加热前的质量减少程度高于预设值时，即
式中i为样品皿编号，n为加热次数；
则继续重复步骤3进行加热，直至最后一次加热后，任意一个样品皿的质量相比上一次加热后的质量减少低于预设值为止；
步骤5、将10个样品皿分别盖上玻璃盖板；
步骤6、在恒温恒湿箱中设置一玻璃隔板，玻璃隔板上设有一圆孔，在圆孔正下方放置一电子天平；
步骤7、开启恒温恒湿箱，设置温度25℃，相对湿度10％；
步骤8、取下1号样品皿的玻璃盖板，将样品皿放入恒温恒湿箱玻璃隔板的圆孔中，使样品皿置于电子天平上，记录此时1号样品皿的质量M1，同时将电子天平的计时器清零；
步骤9、设阻水带含水率上限k％，可计算得出阻水带样品受潮后，达到标准临界值时的重量M1’，即
设置电子天平称重达到M1’时，为计时器的停止计时条件，然后打开计时器，关闭恒温恒湿箱箱门；
步骤10、当电子天平停止计时后，记录此时的时间t1；
步骤11、根据测得的t1和之前称量的质量M1、M1’，可计算得出阻水带样品在10％相对湿度下的受潮速率v1，即
步骤12、取出1号样品皿，改变恒温恒湿箱的相对湿度为20％；
步骤13、对2号样品皿进行测试，重复上述步骤8至步骤11，得到阻水带样品在20％相对湿度下的受潮速率v2；
步骤14、同理以10％为档逐步提高恒温恒湿箱的相对湿度，即可得到阻水带样品在30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％相对湿度下的受潮速率v3、v4、v5、v6、v7、v8、v9、v10。
而且，所述步骤4中的预设值为0.1％。
一种电缆阻水带不同湿度环境下受潮速率测定系统，包括：恒温恒湿箱、电子天平载物台、隔板、玻璃皿和恒温恒湿箱加湿装置；在所述恒温恒湿箱内设有恒温恒湿箱实验舱，在恒温恒湿箱实验舱上部设有恒温恒湿箱加湿装置，在恒温恒湿箱实验舱中部设有隔板，用于将恒温恒湿箱实验舱分隔为上下两部分；在隔板上放置有玻璃皿，用于放置有阻水带试样；在隔板下方设有电子天平载物台，用于放置玻璃皿并进行称重。
而且，所述隔板中部开有一圆孔，用于放置玻璃皿，在圆孔正下方放置有电子天平载物台。
而且，所述隔板采用玻璃材质。
本发明的优点和有益效果：
本发明基于实际电缆阻水带，在保证样品一致性与测量精度的前提下，提供了一种电缆阻水带不同湿度环境下受潮速率测定方法及系统，通过在同一根阻水带上选取多个规定尺寸试样，烘干后分别放置于恒温恒湿箱内，通过设置恒温恒湿箱内不同湿度环境，记录不同时长条件下阻水带的重量变化，并根据阻水带达到含水率标准限值时的时间，计算得出相应湿度环境下的阻水带受潮速率。该方法及系统可用于电缆生产制造时阻水带的工艺控制，给出电缆在完成阻水带绕包后，处于不同湿度天气时的转序时限，对确保电缆生产质量具有重要指导意义。
附图说明
图1为本发明的处理流程图；
图2为本发明的测试系统平视图；
图3为本发明的测试系统实验舱内俯视图；
附图标记说明：
1-玻璃隔板、2-玻璃皿、3-阻水带试样、4-电子天平载物台、5-电子天平称重功能区、6-电子天平计时功能区、7-恒温恒湿箱、8-恒温恒湿箱实验舱、9-恒温恒湿箱加湿装置、10-恒温恒湿箱温湿度控制区
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例作进一步详述：
一种电缆阻水带不同湿度环境下受潮速率测定方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤1、在同一根阻水带上选取10个相同试样，试样大小为50mm×50mm，以保证试样之间具有可比性。
步骤2、将10个试样分别置于10个玻璃皿中，玻璃皿直径为100mm，样品与玻璃皿构成样品皿一同称重，分别记录10个样品皿的质量M1-0、M2-0、M3-0、M4-0、M5-0、M6-0、M7-0、M8-0、M9-0、M10-0。
步骤3、然后将10个样品皿放入恒温加热箱，设置加热温度100℃，保持1h，然后取出称量，记录此时10个样品皿的质量M1-1、M2-1、M3-1、M4-1、M5-1、M6-1、M7-1、M8-1、M9-1、M10-1。
步骤4、对比加热前后每组样品皿的质量，如果加热后任意一个样品皿的质量相比加热前的质量减少程度高于0.1％时，即
式中i为样品皿编号，n为加热次数
继续重复步骤3进行加热，直至最后一次加热后，任意一个样品皿的质量相比上一次加热后的质量减少低于0.1％为止。
步骤5、将10个样品皿盖上玻璃盖板，避免阻水带样品长期处在空气中受潮影响测量精度。
步骤6、在恒温恒湿箱中设置一玻璃隔板，玻璃隔板上有一直径100mm的圆孔，在圆孔正下方放置一电子天平。
步骤7、开启恒温恒湿箱，设置温度25℃，相对湿度10％。
步骤8、取下1号样品皿的玻璃盖板，将样品皿放入恒温恒湿箱玻璃隔板的圆孔中，使样品皿置于电子天平上，记录此时1号样品皿的质量M1，同时将电子天平的计时器清零。
步骤9、设阻水带含水率上限k％，可计算得出阻水带样品受潮后，达到标准临界值时的重量M1’，即
设置电子天平称重达到M1’时，为计时器的停止计时条件，然后打开计时器，关闭恒温恒湿箱箱门。
步骤10、当电子天平停止计时后，记录此时的时间t1。
步骤11、根据测得的t1和之前称量的质量M1、M1’，可计算得出阻水带样品在10％相对湿度下的受潮速率v1，即
步骤12、取出1号样品皿，改变恒温恒湿箱的相对湿度为20％。
步骤13、对2号样品皿进行测试，重复上述步骤8至步骤11，得到阻水带样品在20％相对湿度下的受潮速率v2。
步骤14、同理以10％为档逐步提高恒温恒湿箱的相对湿度，即可得到阻水带样品在30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％相对湿度下的受潮速率v3、v4、v5、v6、v7、v8、v9、v10，如下表。
在本发明的测试过程中在恒温恒湿箱中放置一玻璃隔板，玻璃隔板上圆孔大小可正好容纳样品皿，这样就将恒温恒湿箱分隔为上下两部分。恒温恒湿箱的加湿装置位于上半部分，可将上半部分调整至设置的湿度；下半部分不受加湿装置影响，用于放置电子天平，可以避免电子天平置于潮湿环境中时，电子天平的载物台凝露影响称重准确度。隔板采用透明玻璃材质，方便测试时读取数据。
一种电缆阻水带不同湿度环境下受潮速率测定系统，如图2和图3所示，包括：恒温恒湿箱、电子天平载物台、玻璃隔板、玻璃皿和恒温恒湿箱加湿装置；在所述恒温恒湿箱内设有恒温恒湿箱实验舱，在恒温恒湿箱实验舱上部设有恒温恒湿箱加湿装置，在恒温恒湿箱实验舱中部设有玻璃隔板，用于将恒温恒湿箱实验舱分隔为上下两部分；在玻璃隔板上放置有玻璃皿，用于放置有阻水带试样；在在玻璃隔板下方设有电子天平载物台，用于放置玻璃皿并进行称重。
在本实施例中，所述玻璃隔板中部开有一圆孔，用于放置玻璃皿，在圆孔正下方放置有电子天平载物台。
下面对系统内各个装置的功能作用作进一步说明：
1-玻璃隔板：厚度5mm，面积视实验舱面积而定，将实验舱分隔为上下两部分，中部开直径100mm的圆孔
2-玻璃皿：直径100mm，高度10mm，用于盛放阻水带试样，可恰好放置于1-玻璃隔板的圆孔中
3-阻水带试样：边长50mm的正方形，用于研究阻水带吸水速率的测试样品，放置于玻璃皿中
4-电子天平载物台：用于放置样品皿并进行称重计时
5-电子天平称重功能区：用于样品皿重量的显示、记录等
6-电子天平计时功能区：用于称重时记录重量的变化时间
7-恒温恒湿箱：用于提供测试时的恒温恒湿环境的试验仪器
8-恒温恒湿箱实验舱：恒温恒湿箱中用于放置样品，并能够改变温湿度的舱体
9-恒温恒湿箱加湿装置：恒温恒湿箱实验舱中用于调整湿度的装置
10-恒温恒湿箱温湿度控制区：用于操作人员设置恒温恒湿箱实验舱内的温度、湿度
需要强调的是，本发明所述实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (5)
1.一种电缆阻水带不同湿度环境下受潮速率测定方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、在同一根阻水带上选取10个相同试样；
步骤2、将10个试样分别置于10个玻璃皿中，样品与玻璃皿构成样品皿一同称重，分别记录10个样品皿的质量M1-0、M2-0、M3-0、M4-0、M5-0、M6-0、M7-0、M8-0、M9-0、M10-0；
步骤3、然后将10个样品皿放入恒温加热箱，设置加热温度100℃，保持1h，然后取出称量，记录此时10个样品皿的质量M1-1、M2-1、M3-1、M4-1、M5-1、M6-1、M7-1、M8-1、M9-1、M10-1；
步骤4、对比加热前后每组样品皿的质量，如果加热后任意一个样品皿的质量相比加热前的质量减少程度高于预设值时，即
式中i为样品皿编号，n为加热次数；
继续重复步骤3进行加热，直至最后一次加热后，任意一个样品皿的质量相比上一次加热后的质量减少低于预设值为止；
步骤5、将10个样品皿分别盖上玻璃盖板；
步骤6、在恒温恒湿箱中设置一玻璃隔板，玻璃隔板上设有一圆孔，在圆孔正下方放置一电子天平；
步骤7、开启恒温恒湿箱，设置温度25℃，相对湿度10％；
步骤8、取下1号样品皿的玻璃盖板，将样品皿放入恒温恒湿箱内玻璃隔板的圆孔中，使样品皿置于电子天平上，记录此时1号样品皿的质量M1，同时将电子天平的计时器清零；
步骤9、设阻水带含水率上限k％，可计算得出阻水带样品受潮后，达到标准临界值时的重量M1’，即
设置电子天平称重达到M1’时，为计时器的停止计时条件，然后打开计时器，关闭恒温恒湿箱箱门；
步骤10、当电子天平停止计时后，记录此时的时间t1；
步骤11、根据测得的t1和之前称量的质量M1、M1’，可计算得出阻水带样品在10％相对湿度下的受潮速率v1，即
步骤12、取出1号样品皿，改变恒温恒湿箱的相对湿度为20％；
步骤13、对2号样品皿进行测试，重复上述步骤8至步骤11，得到阻水带样品在20％相对湿度下的受潮速率v2；
步骤14、同理以10％为档逐步提高恒温恒湿箱的相对湿度，即可得到阻水带样品在30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％相对湿度下的受潮速率v3、v4、v5、v6、v7、v8、v9、v10。
2.根据权利要求1所述的一种电缆阻水带不同湿度环境下受潮速率测定系统，其特征在于：所述步骤4中的预设值为0.1％。
3.一种电缆阻水带不同湿度环境下受潮速率测定系统，其特征在于：包括：恒温恒湿箱、电子天平载物台、隔板、玻璃皿和恒温恒湿箱加湿装置；在所述恒温恒湿箱内设有恒温恒湿箱实验舱，在恒温恒湿箱实验舱上部设有恒温恒湿箱加湿装置，在恒温恒湿箱实验舱中部设有隔板，用于将恒温恒湿箱实验舱分隔为上下两部分；在隔板上放置有玻璃皿，用于放置有阻水带试样；在隔板下方设有电子天平载物台，用于放置样品皿并进行称重。
4.根据权利要求3所述的一种电缆阻水带不同湿度环境下受潮速率测定系统，其特征在于：所述隔板中部开有一圆孔，用于放置玻璃皿，在圆孔正下方放置有电子天平载物台。
5.根据权利要求3所述的一种电缆阻水带不同湿度环境下受潮速率测定系统，其特征在于：所述隔板采用玻璃材质。
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