CN112964431B - 一种提高电力电缆中间接头防水试验准确性的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种提高电力电缆中间接头防水试验准确性的方法及装置，将待测电缆的两端剥开露出电缆的导体，在两端套入漏斗，然后在电缆导体上压紧电缆铜鼻；将导管装置两端放平，将待测电缆塞入导管后，将两端竖直起来，用三角形支架固定好；向导管中灌水，使其达到预设的水压，向漏斗中加水，使其适量淹没电缆导体；将待测电缆与模拟电缆通过电气连接，启动模拟电缆上的穿心变压器，使得模拟电缆和待测电缆处于带负荷状态，控制电缆导体的温度，利用热电偶对模拟电缆上的温度进行全过程的监测，对电缆进行加热和自然冷却；使上述负荷循环至少进行30次，结束循环后，逐层解剖电缆接头，观察电缆接头的浸水情况，再用湿度传感器测量其每层的湿度。
Description
技术领域
本发明涉及一种中低压电力电缆中间接头防水试验装置及方法，属于高电压与绝缘测试技术领域，具体涉及一种中低压电力电缆中间接头密封阻水性能评估试验装置及方法，以及一种提高电力电缆中间接头防水试验准确性的方法及装置。
背景技术
目前电力电缆中间接头的密封阻水能力的性能评估试验方法非常复杂，其主要的试验装置为水箱。
电缆中间接头内部的进水通道主要有两种：一是由外部水渗入电缆中间接头内部，沿电缆主绝缘和电缆中间接头之间的界面向内延伸，而且电缆的温度变化会同时导致水汽在电缆接头上冷凝，水汽易从复合界面进入到接头中。从而进一步加深电缆接头被击穿的隐患；另一种是电缆线芯中的水在电缆运行后，沿电缆主绝缘和中间接头之间的界面向外延伸。电缆线芯进水后，由于水的渗透性、扩散性极强，电缆中间接头内的水会纵向往外扩散渗透，主要经过导体连接管、内半导电屏蔽层、主绝缘体、外半导电屏蔽层与接地金属屏蔽层。
目前的测试方法如下：将需要进行阻水性能评估的电缆接头置入水箱中。陆地电缆的阻水试验一般采用密封水箱上加细直水管进行加压，或者直接置于开放式具有一定深度的水箱中，海底电缆试验一般采用增压水箱增压。在水箱两端有两开口供电缆伸出，且两开口与电缆需完好贴合，不能有水分渗出。这种采用两端密封加压的水箱的方式虽然比较方便，但是对水箱两端开口的密封性提出了一定的要求，在密封时可能对电缆本体造成一定的损伤，而且如果试验过程中出现问题，由于电缆接头置于加压的水箱中，容易发生爆炸，而纯开放式具有一定深度的水箱不仅浪费，而且由于开放在空气中，容易污染水质，可能对试验结果造成一定的影响。另外，该方式和方法无法评估电缆接头对线芯进水的阻水作用。
在试验过程中，电缆外接一根电缆作为参照，参照电缆附有穿心变压器，进行负荷循环，保持一定时间电缆温度超过电缆导体最高工作温度5～10℃，然后进行冷却。且施加一定的压力，进行循环试验。试验结束后，取出电缆和电缆接头，对电缆接头及靠近电缆接头的电缆进行解剖，观察电缆接头内部及电缆内部是否有水分渗入，检查水分渗入的位置。或者可以将切割后的电缆或接头浸入100℃的硅油中，观察是否发生爆沸现象等方式检验阻水能力。
而专利CN201711388053.5所述的用于对电缆接头阻水能力进行考核的装置及方法改进了传统测试方法通过解剖的方式来检验电缆接头性能的方式，通过电阻式的湿度传感器连接RFID电子标签。该装置和方法虽然在一定程度上用湿度定量描述了电缆接头的水分渗入情况，简化了电缆接头密封阻水性能评估的步骤，但是，由于将多个传感器在制作电缆接头时植入了电缆接头内部，对某些电缆接头结构和整体性有一定的破坏，难免在电缆接头内部形成了气隙，随着电缆运行过程中负荷的变化、环境温度的变化而热胀冷缩，特别是热缩型接头，在复合界面呼吸效应的作用下，形成水气侵入的通道，导致评估出现误差，另外，由于水气可能从电缆接头内部多个通道侵入，该方法为了保证试验的准确性，势必要在接头不同的结构内置多个传感器，极大地增加了浸水的风险，无法保证评估的准确性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种提高电力电缆中间接头防水试验准确性的装置，所述装置包括：
(1)两端剥开的被测电缆；
(2)导管装置，如图1所示，用于代替传统试验方法的水箱，由PVC管，三角形支架，软弯管，漏斗和水位尺组成，其中三角形支架用于固定PVC管，漏斗用于线芯浸水试验，水位尺用于测量水压；
(3)模拟回路，如图2所示，即与待测电缆电气连接的同型号的模拟电缆，位于模拟电缆上的穿心变压器以及分别位于模拟电缆上的热电偶传感器。
根据本发明的另一个方面，提供了一种提高电力电缆中间接头防水试验准确性的方法，所述方法包括：
(1)将被测电缆处理好，做好电缆接头，电缆的两端剥开露出电缆的导体，在两端套入漏斗并用防水胶带缠好，然后在电缆导体上压紧电缆铜鼻，将导管装置两端放平，将被测电缆塞入导管后，将两端竖直起来，用三角形支架固定好；
(2)向导管中灌水，使其达到预设的水压，向漏斗中加水，使其适量淹没电缆导体；
(3)启动穿心变压器，进行负荷循环，使得模拟电缆和待测电缆处于带负荷状态，控制电缆导体的温度相比电缆正常运行时的最高温度高5℃，但不得超过100℃，利用热电偶对模拟电缆上的温度进行全过程的监测，对电缆进行8个小时的加热和16个小时的自然冷却；
(4)上述负荷循环至少进行30次，结束循环后，将电缆接头从导管中取出，逐层解剖电缆接头，观察电缆接头的浸水情况，再用湿度传感器测量其每层的湿度。
技术效果
本发明的有益效果是：本发明的中低压电力电缆中间接头密封阻水性能评估装置和方法主要用于评估中低压电力电缆中间接头的密封阻水性能。与现有的技术相比：
(1)利用导管装置代替目前的开放式水箱或增压水箱，既节约了用水，解除了水箱两端开口的密封隐患，又避免了采用增加水箱导致的试验风险。
(2)本发明在被测电缆导体上固定了漏斗，解决了现有的评估方法无法测试到电缆线芯浸水导致的接头浸水的情况，对电力电缆中间接头密封阻水性能评估更加的全面。
(3)本发明通过分层解剖观察电缆接头的浸水情况，再用湿度传感器测量其每层的湿度，避免了采用湿度传感器无法全面的测量到电缆接头的每一个位置，避免了湿度传感器对电缆接头结构和防水性能的损害，同时也保证了评估结果的准确性。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为导管装置；
图2为试验回路图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。
目前电力电缆中间接头的密封阻水能力的性能评估试验方法非常复杂，其主要的试验装置为水箱。
电缆中间接头内部的进水通道主要有两种：一是由外部水渗入电缆中间接头内部，沿电缆主绝缘和电缆中间接头之间的界面向内延伸，而且电缆的温度变化会同时导致水汽在电缆接头上冷凝，水汽易从复合界面进入到接头中。从而进一步加深电缆接头被击穿的隐患；另一种是电缆线芯中的水在电缆运行后，沿电缆主绝缘和中间接头之间的界面向外延伸。电缆线芯进水后，由于水的渗透性、扩散性极强，电缆中间接头内的水会纵向往外扩散渗透，主要经过导体连接管、内半导电屏蔽层、主绝缘体、外半导电屏蔽层与接地金属屏蔽层。
目前的测试方法如下：将需要进行阻水性能评估的电缆接头置入水箱中。陆地电缆的阻水试验一般采用密封水箱上加细直水管进行加压，或者直接置于开放式具有一定深度的水箱中，海底电缆试验一般采用增压水箱增压。在水箱两端有两开口供电缆伸出，且两开口与电缆需完好贴合，不能有水分渗出。这种采用两端密封加压的水箱的方式虽然比较方便，但是对水箱两端开口的密封性提出了一定的要求，在密封时可能对电缆本体造成一定的损伤，而且如果试验过程中出现问题，由于电缆接头置于加压的水箱中，容易发生爆炸，而纯开放式具有一定深度的水箱不仅浪费，而且由于开放在空气中，容易污染水质，可能对试验结果造成一定的影响。另外，该方式和方法无法评估电缆接头对线芯进水的阻水作用。
在试验过程中，电缆外接一根电缆作为参照，参照电缆附有穿心变压器，进行负荷循环，保持一定时间电缆温度超过电缆导体最高工作温度5～10℃，然后进行冷却。且施加一定的压力，进行循环试验。试验结束后，取出电缆和电缆接头，对电缆接头及靠近电缆接头的电缆进行解剖，观察电缆接头内部及电缆内部是否有水分渗入，检查水分渗入的位置。或者可以将切割后的电缆或接头浸入100℃的硅油中，观察是否发生爆沸现象等方式检验阻水能力。
而专利CN201711388053.5所述的用于对电缆接头阻水能力进行考核的装置及方法改进了传统测试方法通过解剖的方式来检验电缆接头性能的方式，通过电阻式的湿度传感器连接RFID电子标签。该装置和方法虽然在一定程度上用湿度定量描述了电缆接头的水分渗入情况，简化了电缆接头密封阻水性能评估的步骤，但是，由于将多个传感器在制作电缆接头时植入了电缆接头内部，对某些电缆接头结构和整体性有一定的破坏，难免在电缆接头内部形成了气隙，随着电缆运行过程中负荷的变化、环境温度的变化而热胀冷缩，特别是热缩型接头，在复合界面呼吸效应的作用下，形成水气侵入的通道，导致评估出现误差，另外，由于水气可能从电缆接头内部多个通道侵入，该方法为了保证试验的准确性，势必要在接头不同的结构内置多个传感器，极大地增加了浸水的风险，无法保证评估的准确性。
图2为试验回路图。采用本发明的装置对电缆中间接头密封阻水性能评估步骤如下：
(1)将被测电缆处理好，做好电缆接头，电缆的两端剥开露出电缆的导体，在两端套入漏斗并用防水胶带缠好，然后在电缆导体上压紧电缆铜鼻，将导管装置两端放平，将被测电缆塞入导管后，将两端竖直起来，用三角形支架固定好；
(2)向导管中灌水，使其达到预设的水压，向漏斗中加水，使其适量淹没电缆导体；
(3)启动穿心变压器，进行负荷循环，使得模拟电缆和待测电缆处于带负荷状态，控制电缆导体的温度相比电缆正常运行时的最高温度高5℃，但不得超过100℃，利用热电偶对模拟电缆上的温度进行全过程的监测，对电缆进行8个小时的加热和16个小时的自然冷却；
(4)上述负荷循环至少进行30次，结束循环后，将电缆接头从导管中取出，逐层解剖电缆接头，观察电缆接头的浸水情况，再用湿度传感器测量其每层的湿度。
本发明提供一种提高电力电缆中间接头防水试验准确性的方法，其特征在于，所述方法包括：
将待测电缆处理好，做好电缆接头；
将待测电缆的两端剥开露出电缆的导体，在待测电缆两端套入漏斗并用防水胶带缠好，然后在待测电缆导体上压紧电缆铜鼻，并且从铜屏蔽引出接地线；
将导管装置两端放平，将待测电缆塞入导管后，将两端竖直起来，用三角形支架固定好；
向导管中灌水，使其达到预设的水压，向漏斗中加水，使其适量淹没电缆导体；
将待测电缆与模拟电缆通过电气连接，启动模拟电缆上的穿心变压器，进行负荷循环，使得模拟电缆和待测电缆处于带负荷状态，控制电缆导体的温度相比电缆正常运行时的最高温度高5℃，但不得超过100℃，利用热电偶对模拟电缆上的温度进行全过程的监测，对电缆进行8个小时的加热和16个小时的自然冷却；
使上述负荷循环至少进行30次，结束循环后，将电缆接头从导管中取出，逐层解剖电缆接头，观察电缆接头的浸水情况，再用湿度传感器测量其每层的湿度。
在模拟回路中引出接地线的作用是为了在试验样品上加电压；模拟电缆上的穿心变压器是为了使回路加电流，热电偶测量电缆导体的温度；试验时无法知道加多大的电流，将热电偶安装在模拟电缆上，通过调整电流大小，测量模拟电缆的导体温度，当模拟电缆温度到约为90℃且稳定下来，确定了电流的大小。
利用导管装置代替目前的开放式水箱或增压水箱，既节约了用水，解除了水箱两端开口的密封隐患，又避免了采用增加水箱导致的试验风险。
本发明在被测电缆导体上固定了漏斗，解决了现有的评估方法无法测试到电缆线芯浸水导致的接头浸水的情况，对电力电缆中间接头密封阻水性能评估更加的全面。
本发明通过分层解剖观察电缆接头的浸水情况，再用湿度传感器测量其每层的湿度，避免了采用湿度传感器无法全面的测量到电缆接头的每一个位置，避免了湿度传感器对电缆接头结构和防水性能的损害，同时也保证了评估结果的准确性。
根据本发明的另一个方面，提供了一种提高电力电缆中间接头防水试验准确性的装置，其特征在于，所述装置包括：
两端剥开的待测电缆；将待测电缆的两端剥开露出电缆的导体，在待测电缆两端套入漏斗并用防水胶带缠好，然后在待测电缆导体上压紧电缆铜鼻，并且从铜屏蔽引出接地线；
导管装置，用于代替传统试验方法的水箱，由PVC管，三角形支架，软弯管，漏斗和水位尺组成，其中三角形支架用于固定PVC管，漏斗用于线芯浸水试验，水位尺用于测量水压；将导管装置两端放平，将待测电缆塞入导管后，将两端竖直起来，用三角形支架固定好；向导管中灌水，使其达到预设的水压，向漏斗中加水，使其适量淹没电缆导体；
模拟回路，与待测电缆电气连接的同型号的模拟电缆，位于模拟电缆上的穿心变压器以及分别位于模拟电缆上的热电偶传感器；将待测电缆与模拟电缆通过电气连接，启动模拟电缆上的穿心变压器，进行负荷循环，使得模拟电缆和待测电缆处于带负荷状态，控制电缆导体的温度相比电缆正常运行时的最高温度高5℃，但不得超过100℃，利用热电偶对模拟电缆上的温度进行全过程的监测，对电缆进行8个小时的加热和16个小时的自然冷却；
使上述负荷循环至少进行30次，结束循环后，将电缆接头从导管中取出，逐层解剖电缆接头，观察电缆接头的浸水情况，再用湿度传感器测量其每层的湿度。
在模拟回路中引出接地线的作用是为了在试验样品上加电压；模拟电缆上的穿心变压器是为了使回路加电流，热电偶测量电缆导体的温度；试验时无法知道加多大的电流，将热电偶安装在模拟电缆上，通过调整电流大小，测量模拟电缆的导体温度，当模拟电缆温度到约为90℃且稳定下来，确定了电流的大小。
利用导管装置代替目前的开放式水箱或增压水箱，既节约了用水，解除了水箱两端开口的密封隐患，又避免了采用增加水箱导致的试验风险。
本发明在被测电缆导体上固定了漏斗，解决了现有的评估方法无法测试到电缆线芯浸水导致的接头浸水的情况，对电力电缆中间接头密封阻水性能评估更加的全面。
本发明通过分层解剖观察电缆接头的浸水情况，再用湿度传感器测量其每层的湿度，避免了采用湿度传感器无法全面的测量到电缆接头的每一个位置，避免了湿度传感器对电缆接头结构和防水性能的损害，同时也保证了评估结果的准确性。
技术效果
本发明的有益效果是：本发明的中低压电力电缆中间接头密封阻水性能评估装置和方法主要用于评估中低压电力电缆中间接头的密封阻水性能。与现有的技术相比：
(1)利用导管装置代替目前的开放式水箱或增压水箱，既节约了用水，解除了水箱两端开口的密封隐患，又避免了采用增加水箱导致的试验风险。
(2)本发明在被测电缆导体上固定了漏斗，解决了现有的评估方法无法测试到电缆线芯浸水导致的接头浸水的情况，对电力电缆中间接头密封阻水性能评估更加的全面。
(3)本发明通过分层解剖观察电缆接头的浸水情况，再用湿度传感器测量其每层的湿度，避免了采用湿度传感器无法全面的测量到电缆接头的每一个位置，避免了湿度传感器对电缆接头结构和防水性能的损害，同时也保证了评估结果的准确性。
Claims (10)
1.一种提高电力电缆中间接头防水试验准确性的方法，其特征在于，所述方法包括：
将待测电缆处理好，做好电缆接头；
将待测电缆的两端剥开露出电缆的导体，在待测电缆两端套入漏斗并用防水胶带缠好，然后在待测电缆导体上压紧电缆铜鼻，并且从铜屏蔽引出接地线；
将导管装置两端放平，将待测电缆塞入导管后，将两端竖直起来，用三角形支架固定好；
向导管中灌水，使其达到预设的水压，向漏斗中加水，使其适量淹没电缆导体；
将待测电缆与模拟电缆通过电气连接，启动模拟电缆上的穿心变压器，进行负荷循环，使得模拟电缆和待测电缆处于带负荷状态，控制电缆导体的温度相比电缆正常运行时的最高温度高5℃，但不得超过100℃，利用热电偶对模拟电缆上的温度进行全过程的监测，对电缆进行8个小时的加热和16个小时的自然冷却；
使上述负荷循环至少进行30次，结束循环后，将电缆接头从导管中取出，逐层解剖电缆接头，观察电缆接头的浸水情况，再用湿度传感器测量其每层的湿度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在模拟回路中引出接地线的作用是为了在试验样品上加电压；模拟电缆上的穿心变压器是为了使回路加电流，热电偶测量电缆导体的温度；试验时无法知道加多大的电流，将热电偶安装在模拟电缆上，通过调整电流大小，测量模拟电缆的导体温度，当模拟电缆温度到约为90℃且稳定下来，确定了电流的大小。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用导管装置代替目前的开放式水箱或增压水箱，既节约了用水，解除了水箱两端开口的密封隐患，又避免了采用增加水箱导致的试验风险。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，本发明在被测电缆导体上固定了漏斗，解决了现有的评估方法无法测试到电缆线芯浸水导致的接头浸水的情况，对电力电缆中间接头密封阻水性能评估更加的全面。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，本发明通过分层解剖观察电缆接头的浸水情况，再用湿度传感器测量其每层的湿度，避免了采用湿度传感器无法全面的测量到电缆接头的每一个位置，避免了湿度传感器对电缆接头结构和防水性能的损害，同时也保证了评估结果的准确性。
6.一种提高电力电缆中间接头防水试验准确性的装置，其特征在于，所述装置包括：
两端剥开的待测电缆；将待测电缆的两端剥开露出电缆的导体，在待测电缆两端套入漏斗并用防水胶带缠好，然后在待测电缆导体上压紧电缆铜鼻，并且从铜屏蔽引出接地线；
导管装置，用于代替传统试验方法的水箱，由PVC管，三角形支架，软弯管，漏斗和水位尺组成，其中三角形支架用于固定PVC管，漏斗用于线芯浸水试验，水位尺用于测量水压；将导管装置两端放平，将待测电缆塞入导管后，将两端竖直起来，用三角形支架固定好；向导管中灌水，使其达到预设的水压，向漏斗中加水，使其适量淹没电缆导体；
模拟回路，与待测电缆电气连接的同型号的模拟电缆，位于模拟电缆上的穿心变压器以及分别位于模拟电缆上的热电偶传感器；将待测电缆与模拟电缆通过电气连接，启动模拟电缆上的穿心变压器，进行负荷循环，使得模拟电缆和待测电缆处于带负荷状态，控制电缆导体的温度相比电缆正常运行时的最高温度高5℃，但不得超过100℃，利用热电偶对模拟电缆上的温度进行全过程的监测，对电缆进行8个小时的加热和16个小时的自然冷却；
使上述负荷循环至少进行30次，结束循环后，将电缆接头从导管中取出，逐层解剖电缆接头，观察电缆接头的浸水情况，再用湿度传感器测量其每层的湿度。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，在模拟回路中引出接地线的作用是为了在试验样品上加电压；模拟电缆上的穿心变压器是为了使回路加电流，热电偶测量电缆导体的温度；试验时无法知道加多大的电流，将热电偶安装在模拟电缆上，通过调整电流大小，测量模拟电缆的导体温度，当模拟电缆温度到约为90℃且稳定下来，确定了电流的大小。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，利用导管装置代替目前的开放式水箱或增压水箱，既节约了用水，解除了水箱两端开口的密封隐患，又避免了采用增加水箱导致的试验风险。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，本发明在被测电缆导体上固定了漏斗，解决了现有的评估方法无法测试到电缆线芯浸水导致的接头浸水的情况，对电力电缆中间接头密封阻水性能评估更加的全面。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，本发明通过分层解剖观察电缆接头的浸水情况，再用湿度传感器测量其每层的湿度，避免了采用湿度传感器无法全面的测量到电缆接头的每一个位置，避免了湿度传感器对电缆接头结构和防水性能的损害，同时也保证了评估结果的准确性。
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