CN113984461B - 一种高压单芯电缆内部气体取样方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压单芯电缆内部气体取样方法，所述针筒内设有第二活塞和第二活塞杆，所述集气盒的一端设有采气管，另一端设有与针筒连通的导气管，且导气管与针筒螺纹连接；所述集气盒内还设有第一活塞，第一活塞能够将导气管与采气管连通；所述第二活塞杆贯穿第二活塞，第二活塞杆的两侧设有气囊，第二活塞杆内设有第三活塞和充气组件，当导气管与充气组件接触时，第三活塞能够向气囊内充气，将气囊与第二活塞连接。本发明能够提高对电缆内部气体采集时的纯度，同时还能够对电缆内部的气体进行分层取样，从而推断出电缆内部的腐蚀情况。

Description

一种高压单芯电缆内部气体取样方法

技术领域

本发明涉及电路检测技术领域，具体涉及一种高压单芯电缆内部气体取样方法。

背景技术

电缆是一种电能或信号传输装置，通常是由几根或几组导线组成，随着现代城市功能的不断扩展，电缆被大量使用在城市配电网中。由于交联聚乙烯电缆的绝缘是挤塑成型的整体，使得该类型电缆在投入之初就以防水、防潮性能而得到用户的青睐，得到了大力的推广和大规模的替代原线路，人们也往往忽略了对其的防水分侵入工作，但由于运输、敷设、安装过程中产生的机械损伤，以及工艺本身未达到尽善尽美的地步，电缆中缺陷(如杂质、裂缝等)的存在是不可避免的，而电缆本身长期运行于地下潮湿的环境中，随着投运时间的延长，交联聚乙烯电缆和中间接头因水分侵入而逐渐导致受潮，受水分侵蚀后，在强电场作用下接头内部产生一系列理化腐蚀反应，造成接头原有结构遭到破坏，导致电缆接头的击穿事故，造成电力系统的安全隐患。

已有研究表明，当电缆接头进水受潮时，会导致皱纹铝护套发生电化学腐蚀，继而造成绝缘屏蔽与铝护套之间产生局部高阻，最终发生局部放电击穿，已有实验表明，上述电化学腐蚀过程会产生氢气与水，对已有故障电缆接头的解剖结果也证实了这一判断，在检测电缆是否进水受潮时，通常是对电缆内部产生的气体进行取样，然后对采集到的气体进行检测，检测是否含有氢气，从而判断电缆是否发生受潮，目前，在对电缆内部的气体进行取样时，传统的采集方式无法保证采集到的气体的纯度，从而影响电缆是否受潮的精准判断，同时采集到的气体无法判断电缆内部腐蚀情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，目的在于提供一种高压单芯电缆内部气体取样方法，能够提高对电缆内部气体采集时的纯度，同时还能够对电缆内部的气体进行分层取样，从而推断出电缆内部的腐蚀情况。

本发明通过下述技术方案实现：

一种高压单芯电缆内部气体取样方法，包括以下步骤：

1)在电缆接头铜套尾端处开设一个监测孔；

2)分别移动第一活塞和第二活塞，将集气盒和针筒内的空气排出，并将导气管与采气管连通；

3)将导气管与针筒连接，并将气囊与第二活塞分离：

4)将采气管插入至检测孔内的上层处，拉动第一活塞杆，将位于导气管和采气管内的空气抽入至第二活塞杆内，取出第二活塞杆并排出抽出的杂气；

5)重新对气囊进行充气，拉动第二活塞杆，将电缆内上层的气体抽入至针筒内，并转移至集气盒内；

6)将采气管插入检测孔内的中下层，继续拉动第二活塞杆，将电缆内中下层的气体抽入至针筒内；

7)对采集到的气体进行检查是否含有氢气。

进一步地，所述针筒内设有第二活塞和第二活塞杆，所述集气盒的一端设有采气管，另一端设有与针筒连通的导气管，且导气管与针筒螺纹连接；所述集气盒内还设有第一活塞，第一活塞能够将导气管与采气管连通；所述第二活塞杆贯穿第二活塞，第二活塞杆的两侧设有气囊，第二活塞杆内设有第三活塞和充气组件，当导气管与充气组件接触时，第三活塞能够向气囊内充气，将气囊与第二活塞连接。

进一步地，所述采气管上还设有活动管，活动管套在采气管上，且活动管伸入至集气盒内与第一活塞可拆式连接；所述第一活塞朝向采气管方向的端面上设有半球体，所述半球体内设有腔体，半球体上设有内径与活动管外径相同的第一连接孔，第一连接孔的内壁两侧设有与腔体连通的导向槽，所述活动管的两侧设有导向块，导向块能够沿着导向槽进入至腔体内。

进一步地，所述活动管上还设有排气管，排气管套在活动管上，所述排气管一端伸入至集气盒内，另一端为封闭结构，排气管的两侧均设有排气孔；所述集气盒内还设有第二弹性件，所述第二弹性件上设有凸块，且凸块与活动管连接，当排气管上的排气孔伸出至集气盒外时，凸块能够压缩第二弹性件。

进一步地，所述第一活塞内设有空腔，采气管与空腔连通，第一活塞朝向导气管方向的端面上设有通孔，所述通孔内设有连接管，连接管朝向活动管方向的端部为封闭结构，所述空腔内还设有第一弹性件，第一弹性件还与连接管的封闭端连接，所述连接管的两侧还设有进气孔。

进一步地，所述导气管上还设有调节管，所述调节管套在导气管上，调节管能够插入至集气盒内，且通过螺纹与连接管连接。

进一步地，所述第二活塞杆内还设有通道，通道内设有与第三活塞连接的第一活塞杆，第二活塞杆的两侧设有第一凹槽，所述气囊位于第一凹槽内，所述第一凹槽与通道之间还设有气孔，所述第二活塞上设有与第二活塞杆外径相同的第二连接孔，第二连接孔内壁两侧设有第二凹槽，气囊膨胀后能够伸入至第二凹槽内。

进一步地，所述充气组件包括第一固定板、第二固定板以及第三弹性件，所述第一固定板与通道活动连接，第二固定板固定于通道内，所述第三弹性件位于第一固定板和第二固定板之间，第一固定板上设有第一气路孔和封堵杆，第二固定板上还设有内径与封堵杆外径相同的第二气路孔；所述导气管能够伸入至第二活塞杆的通道内，推动第一固定板朝着第二固定板方向移动，将封堵杆插入至第二气路孔内。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明利用设置的气囊能够实现第二活塞杆与第二活塞之间的拆卸，使得将采气管和导气管内的空气抽入至第二活塞杆内后，将第二活塞杆从第二活塞上取下并排出抽取到的空气，减小了残留在采气管和导气管内空气影响采样气体的纯度，提高了对采样气体检测的精准度；

2、本发明能够对电缆内产生的气体进行分层采样，将上层采集到的气体储存至集气盒内，将中下层采集到的气体存放至针筒内，通过比较两者的氢气浓度来判断电缆的腐蚀程度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明另一种状态时的结构示意图；

图3为本发明图1中A部放大后的结构示意图；

图4为本发明图1中B部放大后的结构示意图；

图5为本发明图2中C部放大后的结构示意图；

图6为本发明图2中D部放大后的结构示意图；

图7为本发明图2中E部放大后的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-采气管，2-活动管，3-集气盒，4-第一活塞，5-调节管，6-导气管，7-针筒，8-第二活塞杆，9-第一活塞杆，10-电缆，13-第二活塞，14-半球体，15-进气孔，17-导向块，18-第一弹性件，19-连接管，20-排气管，21-第二弹性件，22-凸块，23-排气孔，24-封堵杆，25-第一固定板，26-第二固定板，27-气囊，28-第三活塞，29-第一气路孔，30-第三弹性件，31-第二气路孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1至头7所示，本发明包括以下步骤：

1)在电缆10接头铜套尾端处开设一个监测孔；

2)将分别移动第一活塞4和第二活塞13，将集气盒3和针筒7内的空气排出，并将导气管6与采气管1连通；

3)将导气管6与针筒7连接，并将气囊27与第二活塞13分离：

4)将采气管1插入至检测孔内的上层处，拉动第一活塞杆9，将位于导气管6和采气管1内的空气抽入至第二活塞杆7内，取出第二活塞杆8并排出抽出的杂气；

5)重新对气囊27进行充气，拉动第二活塞杆8，将电缆10内上层的气体抽入至针筒7内，并转移至集气盒3内；

6)将采气管1插入检测孔内的中下层，继续拉动第二活塞杆8，将电缆10内中下层的气体抽入至针筒7内；

7)对采集到的气体进行检查是否含有氢气。

其中，包括针筒7，所述针筒7内设有第二活塞13和第二活塞杆8，还包括集气盒3，所述集气盒3的一端设有采气管1，另一端设有与针筒7连通的导气管6，且导气管6与针筒7螺纹连接；所述集气盒3内还设有第一活塞4，第一活塞4能够将导气管6与采气管1连通；所述第二活塞杆8贯穿第二活塞13，第二活塞杆8的两侧设有气囊27，第二活塞杆8内设有第三活塞28和充气组件，当导气管6与充气组件接触时，第三活塞28能够向气囊27内充气，将气囊27与第二活塞13连接。

针对现有技术中在对电缆内部气体进行取样时，通常采用针筒上连接有集气袋，并在集气袋上连接有气管，将气管伸入至待取样的电缆内，然后拉动针筒内的活塞杆，将电缆内的气体采集到集气袋内，然后再利用针筒内的活塞压缩针筒内的气体，迫使针筒内的气体进入至集气袋内，将采用到的气体排出进行检查，判断是否有氢气产生，但是上述的采样过程中，由于在采集前无法将气管和集气袋内的空气有效排尽，使得在采样的过程中，残留的空气降低了采集到气体内氢气的浓度，从而影响了氢气的测量精准性，并且上述的采样方式无法判断出电缆内部腐蚀状况，为此，本技术在针筒7内的第二活塞杆8内设置有第一活塞杆9和第三活塞28，第一活塞杆9能够带动第三活塞28在第二活塞杆8内沿第二活塞杆8的轴向移动，同时，本技术方案中设置的第二活塞杆8与第二活塞13之间通过设置的气囊27实现可拆式连接，当需要第二活塞杆8与第二活塞13同步移动时，利用设置的导气管6移动至与充气组件接触，此时的第三活塞28在第二活塞杆8内移动的过程中，便可以向气囊27内充气，迫使气囊27膨胀后与第二活塞13连接；而当需要第二活塞杆8单独至针筒7内移动时，将气囊27内的气体排出，移除气囊27对第二活塞13的约束。

具体地使用中，先在电缆上开设一个取样孔，将采气管1插入至采样孔内，并保证采气管1插入至采样孔内较浅的深度，从而对电缆内部上层的气体进行采集，将第一活塞4移动至靠近于导气管6方向，以消除集气盒3内空气的目的，然后移动第二活塞13，将针筒7内的空气排尽，将导气管6与针筒7连接，并将第二活塞杆8位于针筒7内的末端与导气管6连通，并保证导气管6未与充气组件接触，然后将第三活塞28朝着针筒外端方向移动，第三活塞28在移动的过程中产生的负压，将采气管1和导气管6中的空气吸入至第二活塞杆8内，实现除本装置内部残留的空气的目的，同时气囊27内的气体也随之排出，使得第二活塞杆8，能够与第二活塞13分离，将第二活塞杆8从针筒7内抽出，同时将抽入至第二活塞杆8内的气体排出，重新将第二活塞杆8与第二活塞13连接，接着将导气管6移动至与充气组件接触，将第三活塞28反向移动，对气囊27进行充气，实现了第二活塞杆8与第二活塞13之间的重新连接，拉动第二活塞杆8，将电缆10内产生的气体依次通过采气管1、导气管5抽入至针筒7内，将采气管1和导气管6断开，再推动第二活塞13，将吸入至针筒7内的气体推入至集气盒3中，最后再将采气管1插入至电缆较深的位置，实现对电缆10内部中下沉的气体进行采集，将采气管1和导气管6重新连接，拉动第二活塞13，将电缆10中下层的气体依次通过采气管1和导气管6吸入至针筒7内，因此，本技术方案能够对电缆内部产生的气体进行分层采用，上层的气体最终储存至集气盒3内，而中下层的气体储存至针筒7内，由于氢气的密度小于空气的密度，因此在对采集到的气体进行检测时，优先对储存在集气盒3内的气体进行检查，判断是否含有氢气，如果含有氢气，则判断电缆内部发生受潮腐蚀，然后再对针筒7和集气盒3内氢气的浓度测量，集气盒3内的氢气浓度远大于针筒7内氢气浓度则可以判断电缆内部氢气较小，电缆腐蚀较轻，可以先暂时不对电缆进线更换，而当集气盒3内的氢气浓度与针筒7内氢气浓度接近时，则可以判断电缆内部氢气较严重，需要立即对电缆进线更换。

所述采气管1上还设有活动管2，活动管2套在采气管1上，且活动管2伸入至集气盒3内与第一活塞4可拆式连接；所述第一活塞4朝向采气管1方向的端面上设有半球体14，所述半球体14内设有腔体，半球体14上设有内径与活动管2外径相同的第一连接孔，第一连接孔的内壁两侧设有与腔体连通的导向槽，所述活动管2的两侧设有导向块17，导向块17能够沿着导向槽进入至腔体内。

为了保证第一活塞4能够在集气盒3内往复移动，故在采气管1上还套设有活动管2，当活动管2在采气管1上移动时，活动管2能够带动第一活塞4在集气盒3内移动，同时为了方便携带，故还将活动管2与第一活塞4可拆式连接。

在将采气管1与第一活塞4连接时，利用活动管2两侧上的导向块17对准半球体14上的导向槽，并通过导向槽推动活动管2，迫使活动管2上的导向块17沿着导向槽滑动至半球体14的腔体内，然后旋转活动管2，使得活动管2上的导向块17与导向槽错位，将活动管2与第一活塞4快速连接在一起，也实现了采气管1与第一活塞4的快速连接。

所述活动管2上还设有排气管20，排气管20套在活动管2上，所述排气管20一端伸入至集气盒3内，另一端为封闭结构，排气管20的两侧均设有排气孔23；所述集气盒3内还设有第二弹性件21，所述第二弹性件21上设有凸块22，且凸块22与活动管2连接，当排气管20上的排气孔23伸出至集气盒3外时，凸块22能够压缩第二弹性件21。

当第一活塞4在集气盒3内移动时，集气盒3内的气体能够作用于活动管2上的排气管20，迫使排气管20从集气盒3内伸出，将排气管20上的排气孔23伸入至集气盒3外，通过排气孔23将集气盒3内气体排出，保证第一活塞4能够顺利在集气盒3内移动。

所述第一活塞4内设有空腔，采气管1与空腔连通，第一活塞4朝向导气管6方向的端面上设有通孔，所述通孔内设有连接管19，连接管19朝向活动管2方向的端部为封闭结构，所述空腔内还设有第一弹性件18，第一弹性件18还与连接管19的封闭端连接，所述连接管19的两侧还设有进气孔15；所述导气管6上还设有调节管5，所述调节管5套在导气管6上，调节管5能够插入至集气盒3内，且通过螺纹与连接管19连接。

当采气管1通过活动管2与第一活塞4上的半球体14连接时，采气管1与第一活塞4的空腔处于连通状态，当需要将采气管1与导气管6连通时，旋转导气管6上的调节管5，迫使调节管5带动导气管6朝着集气盒3方向移动，将位于集气盒3内的采气管1末端伸入至连接管19内，并通过螺纹与连接管19进行对接，然后在推动连接管19在第一活塞4的空腔内朝着活动管2方向移动，最终使得连接管19上的进气孔15位于第一活塞4的空腔内，从而实现了采气管2与导气管6之间的连接。

所述第二活塞杆8内还设有通道，通道内设有与第三活塞28连接的第一活塞杆9，第二活塞杆8的两侧设有第一凹槽，所述气囊27位于第一凹槽内，所述第一凹槽与通道之间还设有气孔，所述第二活塞13上设有与第二活塞杆8外径相同的第二连接孔，第二连接孔内壁两侧设有第二凹槽，气囊27膨胀后能够伸入至第二凹槽内。

当需要将第二活塞13与第二活塞杆8连接在一起时，推动第二活塞杆8通道内的第一活塞杆9，第一活塞杆9驱动第三活塞28在通道内移动，利用设置的充气组件将第三活塞28移动压缩的空气充入至气囊27内，迫使气囊27朝着第二活塞13的第二凹槽内膨胀，从而实现了气囊27与第二活塞13之间的快速连接。

所述充气组件包括第一固定板25、第二固定板26以及第三弹性件30，所述第一固定板25与通道活动连接，第二固定板26固定于通道内，所述第三弹性件30位于第一固定板25和第二固定板26之间，第一固定板25上设有第一气路孔29和封堵杆24，第二固定板26上还设有内径与封堵杆24外径相同的第二气路孔31；所述导气管6能够伸入至第二活塞杆8的通道内，推动第一固定板25朝着第二固定板26方向移动，将封堵杆24插入至第二气路孔31内。

具体的在利用充气组件对气囊27进行充气时，旋转导气管6，使得导气管6朝着位于针筒7内的第二活塞杆8方向移动，并将导气管6伸入至第二活塞杆8的通道内，当导气管6进入至通道内后，能够推动第一固定板25朝着第二固定板26方形移动，最终使得第一固定板25上的封堵杆24插入至第二固定板26的第二气路孔31内，实现对第二活塞杆8的封堵，此时，推动第一活塞杆9，第一活塞杆9在驱动第三活塞28在第二活塞杆8的通道内移动的过程中，第二活塞杆8通道内的空腔无法通过第二活塞杆8的端部流出，只能通过第二活塞杆8上的气孔进入至气囊27内，实现对气囊27的充气，而当第三活塞28移动至第二活塞杆8上的气孔处时，能够实现对气孔的封堵，保证气囊27处于充气状态，此时可以将导气管6从第二活塞杆8内退回至原位，保证导气管6与针筒7处于连通状态；而当需要对气囊27内的气体排出时，利用第一活塞杆9拉动第三活塞28往回移动，将气囊27内的气体顺利排出。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高压单芯电缆内部气体取样方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在电缆(10)接头铜套尾端处开设一个监测孔；

2)分别移动第一活塞(4)和第二活塞(13)，将集气盒(3)和针筒(7)内的空气排出，并将导气管(6)与采气管(1)连通；

3)将导气管(6)与针筒(7)连接，并将气囊(27)与第二活塞(13)分离：

4)将采气管(1)插入至检测孔内的上层处，拉动第一活塞杆(9)，将位于导气管(6)和采气管(1)内的空气抽入至第二活塞杆(8)内，取出第二活塞杆(8)并排出抽出的杂气；

5)重新对气囊(27)进行充气，拉动第二活塞杆(8)，将电缆(10)内上层的气体抽入至针筒(7)内，并转移至集气盒(3)内；

6)将采气管(1)插入检测孔内的中下层，继续拉动第二活塞杆(8)，将电缆(10)内中下层的气体抽入至针筒(7)内；

7)对采集到的气体进行检查是否含有氢气；

所述针筒(7)内设有第二活塞(13)和第二活塞杆(8)，所述集气盒(3)的一端设有采气管(1)，另一端设有与针筒(7)连通的导气管(6)，且导气管(6)与针筒(7)螺纹连接；

所述集气盒(3)内还设有第一活塞(4)，第一活塞(4)能够将导气管(6)与采气管(1)连通；

所述第二活塞杆(8)贯穿第二活塞(13)，第二活塞杆(8)的两侧设有气囊(27)，第二活塞杆(8)内设有第三活塞(28)和充气组件，当导气管(6)与充气组件接触时，第三活塞(28)能够向气囊(27)内充气，将气囊(27)与第二活塞(13)连接；

所述第一活塞(4)内设有空腔，采气管(1)与空腔连通，第一活塞(4)朝向导气管(6)方向的端面上设有通孔，所述通孔内设有连接管(19)，连接管(19)朝向活动管(2)方向的端部为封闭结构，所述空腔内还设有第一弹性件(18)，第一弹性件(18)还与连接管(19)的封闭端连接，所述连接管(19)的两侧还设有进气孔(15)；

所述第二活塞杆(8)内还设有通道，通道内设有与第三活塞(28)连接的第一活塞杆(9)。

2.根据权利要求1所述的一种高压单芯电缆内部气体取样方法，其特征在于，所述采气管(1)上还设有活动管(2)，活动管(2)套在采气管(1)上，且活动管(2)伸入至集气盒(3)内与第一活塞(4)可拆式连接；

所述第一活塞(4)朝向采气管(1)方向的端面上设有半球体(14)，所述半球体(14)内设有腔体，半球体(14)上设有内径与活动管(2)外径相同的第一连接孔，第一连接孔的内壁两侧设有与腔体连通的导向槽，所述活动管(2)的两侧设有导向块(17)，导向块(17)能够沿着导向槽进入至腔体内。

3.根据权利要求2所述的一种高压单芯电缆内部气体取样方法，其特征在于，所述活动管(2)上还设有排气管(20)，排气管(20)套在活动管(2)上，所述排气管(20)一端伸入至集气盒(3)内，另一端为封闭结构，排气管(20)的两侧均设有排气孔(23)；

所述集气盒(3)内还设有第二弹性件(21)，所述第二弹性件(21)上设有凸块(22)，且凸块(22)与活动管(2)连接，当排气管(20)上的排气孔(23)伸出至集气盒(3)外时，凸块(22)能够压缩第二弹性件(21)。

4.根据权利要求1所述的一种高压单芯电缆内部气体取样方法，其特征在于，所述导气管(6)上还设有调节管(5)，所述调节管(5)套在导气管(6)上，调节管(5)能够插入至集气盒(3)内，且通过螺纹与连接管(19)连接。

5.根据权利要求1所述的一种高压单芯电缆内部气体取样方法，其特征在于，第二活塞杆(8)的两侧设有第一凹槽，所述气囊(27)位于第一凹槽内，所述第一凹槽与通道之间还设有气孔，所述第二活塞(13)上设有与第二活塞杆(8)外径相同的第二连接孔，第二连接孔内壁两侧设有第二凹槽，气囊(27)膨胀后能够伸入至第二凹槽内。

6.根据权利要求5所述的一种高压单芯电缆内部气体取样方法，其特征在于，所述充气组件包括第一固定板(25)、第二固定板(26)以及第三弹性件(30)，所述第一固定板(25)与通道活动连接，第二固定板(26)固定于通道内，所述第三弹性件(30)位于第一固定板(25)和第二固定板(26)之间，第一固定板(25)上设有第一气路孔(29)和封堵杆(24)，第二固定板(26)上还设有内径与封堵杆(24)外径相同的第二气路孔(31)；

所述导气管(6)能够伸入至第二活塞杆(8)的通道内，推动第一固定板(25)朝着第二固定板(26)方向移动，将封堵杆(24)插入至第二气路孔(31)内。

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