CN114964104A - 一种电缆产品结构尺寸检验模型及应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电缆产品结构尺寸检验模型及应用方法，包括如下步骤：S1：对电缆线绝缘尺寸进行多次测量得到其平均值x；S2：测量数据平均值x的测量不确定度U_x；S3：根据测量数据平均值x和其扩展不确定度U_x，确定该指标参数测量结果X的范围：X＝x±U_x；S4：将尺寸参数的测得值和扩展不确定度合成后，得到测量结果与标准中规定的最小限定值[X_min]或最大限定值[X_max]进行比较，若x－U_x≥[X_min]或x+U_x≤[X_max]成立，则可以判定相应尺寸参数合格。本发明规范电力电缆产品结构尺寸的检测质量控制和检验判定规则，从而满足产品技术标准的技术指标要求和使用要求。

Description

一种电缆产品结构尺寸检验模型及应用方法

技术领域

本发明涉及电线电缆产品的技术检验领域，特别涉及一种电缆产品结构尺寸检验模型及应用方法。

背景技术

电线电缆产品的结构尺寸，是保证其产品品质的关键技术指标。由于电力电缆是用于传输大功率电能，在高电压、大电流条件下工作，对其结构尺寸(如绝缘尺寸)的技术要求很高，应该进行必要的技术检验，以确保电缆的制造质量和安装质量，提高供电可靠性和使用寿命。在输变电传输领域大量使用着各种国内外制造的电缆产品，由于国家仅有电线电缆产品的检测要求和技术指标，尚无专门的产品结构尺寸的检验评定方法，使得电线电缆结构尺寸的检验误差难以控制评价，特别是电缆结构尺寸的测量结果接近其要求的限定值时，不能合理分析测量误差对检验结果的影响而产生误判，使电线电缆产品品质难以保证，导致了一些长期使用的电线电缆产品绝缘性能及寿命逐步降低。为确保电线电缆结构尺寸能够满足检验技术要求及使用要求，必须对其影响产品质量的关键结构尺寸进行有效控制，并使其能够满足国家标准的指标要求和客户要求，从而减少检测误判概率，有效控制电线电缆的产品合格率。因此需要提出一种规范的电缆产品结构尺寸的检验模型及应用方法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种电缆产品结构尺寸的检验模型及应用方法。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种电缆产品结构尺寸检验模型及应用方法，包括如下步骤：

S1：对电缆线绝缘尺寸进行多次测量得到其平均值x，测量计算模型包括：绝缘平均厚度测得值T_p，绝缘最薄处厚度测得值t_min，绝缘偏心度测得值t_e；

S2：测量数据平均值x的测量不确定度U_x，包括：平均厚度测得值扩展不确定度U_T、最薄处厚度扩展不确定度U_t及绝缘偏心度扩展不确定度U_e；

S3：根据测量数据平均值x和其扩展不确定度U_x，确定该指标参数测量结果X的范围：X＝x±U_x；测量结果模型包括：绝缘平均值T的测量结果：T＝T_p±U_T，最薄处厚度t的测量结果：t＝t_min±U_t，偏心度T_e的测量结果：T_e＝t_e±U_e；

S4：将尺寸参数的测得值和扩展不确定度合成后，得到测量结果与标准中规定的最小限定值[X_min]或最大限定值[X_max]进行比较，若x－U_x≥[X_min]或x+U_x≤[X_max]成立，则可以判定相应尺寸参数合格。

优选地，对于绝缘平均厚度最小限定值[X_min]为[t_p]，则合格判定式为：T_p-U_T≥[tp]；对于绝缘最薄处厚度最小限定值为[t_min]，合格判定式为：t_min-U_t≥[t_min]；对于偏心度最大限值为[t_e]，则合格判定式为：t_e+U_e≤[t_e]。

优选地，所述电缆绝缘厚度测量的方法为，均匀测量n个点径向厚度，取其平均值作为该试样的平均厚度测得值T_p：T_p＝Σ(T_i)/n，式中，Tp为绝缘厚度n个测量数据的平均值称为平均厚度；T_i为第i个测量位置点的测量值，n为测量位置点的个数。

优选地，若测量方法标准要求对每根绝缘线芯取m段试样进行测量，取n次数据的算术平均值作为绝缘平均厚度T_p，则T_p＝Σ(T_i)/m﹒n。

优选地，所述电缆绝缘最薄处厚度测量的方法为，绝缘最薄处厚度t_min取一组3个绝缘试样所有测得值的最小值，即t_min＝Min{(T_1i，T_2i，T_3i)}，式中，T_1i、T_2i、T_3i分别为第一、第二、第三个绝缘试样的测量数据。

优选地，所述绝缘偏心度测量的方法为，分别测量同一截面上测量最大厚度t_max和最小厚度t_min，绝缘偏心度t_e＝(t_max-t_min)/t_max。

优选地，电缆的绝缘偏心度应不大于10％。

优选地，所述扩展不确定度U_x＝k.u_c，其中U为扩展不确定度；k为不确定度计算因子；u_c为合成标准不确定度。

优选地，所述标准不确定度包括测量仪器检测引入的不确定度影响量u₁和重复性测量引入不确定度影响量u₂；根据u₁和u₂合成标准不确定度u_c：

优选地，u₁由仪器校准结果给出的不确定度除以其包含因子得到；u₂可由n次测量最大值、最小值、以及极差系数C计算得到，即：u₂＝(x_max-x_min)/(C·n^1/2)。

采用本发明的技术方案，具有以下有益效果：规范电力电缆产品结构尺寸的检测质量控制和检验判定规则，从而满足产品技术标准的技术指标要求和使用要求；按照本方法对电线电缆主要结构尺寸的符合性判定，有效减少了测量结果误判率，进而确保产品检验质量提高。本发明已在检验检测技术机构得到使用，并取得较好的应用效果。

附图说明

图1为本发明流程图；

图2为本发明电缆绝缘尺寸测量结果符合性判定示意图；

图3为本发明电缆绝缘厚度测量结果符合性判定实例图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进一步说明。

如图1～2所示，以电缆绝缘尺寸检验应用为例，本发明包括如下步骤：

1、常用电缆绝缘尺寸检验流程

S1：对电缆线绝缘尺寸进行多次测量得到其平均值x，测量计算模型包括：绝缘平均厚度测得值T_p，绝缘最薄处厚度测得值t_min，绝缘偏心度测得值t_e；

S2：测量数据平均值x的测量不确定度U_x，包括：平均厚度测得值扩展不确定度U_T、最薄处厚度扩展不确定度U_t及绝缘偏心度扩展不确定度U_e；

S3：根据测量数据平均值x和其扩展不确定度U_x，确定该指标参数测量结果X的范围：X＝x±U_x；测量结果模型包括：绝缘平均值T的测量结果：T＝T_p±U_T，最薄处厚度t的测量结果：t＝t_min±U_t，偏心度T_e的测量结果：T_e＝t_e±U_e；

S4：将尺寸参数的测得值和扩展不确定度合成后，得到测量结果与标准中规定的最小限定值[X_min]或最大限定值[X_max]进行比较，若x－U_x≥[X_min]或x+U_x≤[X_max]成立，则可以判定相应尺寸参数合格。

对于绝缘平均厚度最小限定值[X_min]为[t_p]，则合格判定式为：T_p-U_T≥[tp]；对于绝缘最薄处厚度最小限定值为[t_min]，合格判定式为：t_min-U_t≥[t_min]；对于偏心度最大限值为[t_e]，则合格判定式为：t_e+U_e≤[t_e]。

电缆线结构尺寸检验流程图如图1；绝缘厚度测量结果合格判定如图2，其中①为平均厚度结果判定示意，②为最小厚度结果判定示意。

2、电缆绝缘尺寸测量：

按照测量标准方法要求，使用经校准合格的测量设备，测量室内工作温度控制在20±3℃，分别对红、黄、绿被检测电缆绝缘试件的厚度等参数进行6次测量，得到其平均厚度、最薄处厚度及偏心度；列表如下表1。

表1-电缆绝缘尺寸测量数据处理(单位：mm)

测量样品	平均厚度t<sub>p</sub>	最薄处厚度tmin	偏心度e
				红线	4.70	4.40	10％
黄线	4.65	4.38	9％
				绿线	4.55	4.36	8％

通常情况下，可以根据电缆产品绝缘尺寸的标称值，与相应参数的测量结果比较后进行初步判定。如果绝缘标称厚度t_n为4.5mm，经测量得到的绝缘厚度平均值t_p不应小于标称值，而任一点最小测量厚度不应小于标称厚度t_n的90％。任一断面的偏心度[(最大测量厚度-最小测量厚度)/最大测量厚度]不应大于10％；对技术要求更高的电缆结构尺寸参数，相应指标可以根据应用要求适当提高。对于电缆产品绝缘尺寸的精确判定，应考虑其相应参数的测量不确定度后进行评定。

3.绝缘尺寸测量结果符合性评定：

(1)绝缘平均厚度值检测结果符合性判定

在实际工作中本检测机构对300mm²的三芯电缆绝缘厚度进行测量，红、黄、绿三组线绝缘厚度平均测得值分别为：4.70mm、4.65mm、4.60mm，如技术标准要求平均厚度最小限值：[t_p]＝4.50mm，而测量结果不确定度为0.05mm，需要判定厚度指标是否合格。

绝缘平均厚度测量结果判定：绿线绝缘厚度测得值最小，考虑其测量不确定度后的测量结果为：4.60-0.05＝4.55＞[t_p]，故可以判定为合格；红线和黄线绝缘平均厚度均大于绿线测得值，显然应判为合格；所以，该电缆的绝缘平均厚度检测结果判定为合格，如图3中①情况。

(2)绝缘最薄处厚度检测结果符合性评定

对300mm²的三芯电缆绝缘最薄处厚度进行测量，红、黄、绿三组线绝缘最薄处厚度测得值分别为：4.36mm、4.38mm、4.40mm，技术标准要求绝缘厚度的标称值tn为4.5mm,最小厚度值为：[t_min]＝0.9tn-0.1＝3.95mm，而测量结果不确定度为0.05mm，需要按照公式(9)判定厚度指标是否合格。

绝缘平均厚度测量结果判定：红线绝缘最小厚度测得值最小，考虑其测量不确定度后的测量结果为：4.36-0.05＝4.31＞[t_min]，故可以判定为合格；绿线和黄线绝缘最小厚度均大于红线值，显然应判为合格；所以，该电缆的绝缘最小厚度检测结果判定为合格，如图3中②情况。

(3)绝缘偏心度检测结果符合性评定

对三芯电缆绝缘偏心度进行测量，红、黄、绿三组线绝缘偏心度测得值分别为：8％、9％、7％，技术标准要求偏心度值：e≤10％，而测量结果不确定度为1％，需要判定偏心度指标是否合格。

绝缘偏心度测量结果判定：黄线绝缘偏心度测得值最大，考虑其测量不确定度后的测量结果为：9％+1％＝10％≤e，故可判定为合格；绿线和红线绝缘偏心度较小，按照判定式，显然可以判为合格；所以，该电缆的绝缘偏心度检测结果判定为合格。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电缆产品结构尺寸检验模型及应用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：对电缆线绝缘尺寸进行多次测量得到其平均值x，测量计算模型包括：绝缘平均厚度测得值T_p，绝缘最薄处厚度测得值t_min，绝缘偏心度测得值t_e；

S2：测量数据平均值x的测量不确定度U_x，包括：平均厚度测得值扩展不确定度U_T、最薄处厚度扩展不确定度U_t及绝缘偏心度扩展不确定度U_e；

S3：根据测量数据平均值x和其扩展不确定度U_x，确定该指标参数测量结果X的范围：X＝x±U_x；测量结果模型包括：绝缘平均值T的测量结果：T＝T_p±U_T，最薄处厚度t的测量结果：t＝t_min±U_t，偏心度T_e的测量结果：T_e＝t_e±U_e；

S4：将尺寸参数的测得值和扩展不确定度合成后，得到测量结果与标准中规定的最小限定值[X_min]或最大限定值[X_max]进行比较，若x－U_x≥[X_min]或x+U_x≤[X_max]成立，则可以判定相应尺寸参数合格。

2.根据权利要求1所述的电缆产品结构尺寸检验模型及应用方法，其特征在于，对于绝缘平均厚度最小限定值[X_min]为[t_p]，则合格判定式为：T_p-U_T≥[tp]；对于绝缘最薄处厚度最小限定值为[t_min]，合格判定式为：t_min-U_t≥[t_min]；对于偏心度最大限值为[t_e]，则合格判定式为：t_e+U_e≤[t_e]。

3.根据权利要求1所述的电缆产品结构尺寸检验模型及应用方法，其特征在于，所述电缆绝缘厚度测量的方法为，均匀测量n个点径向厚度，取其平均值作为该试样的平均厚度测得值T_p：T_p＝Σ(T_i)/n，式中，Tp为绝缘厚度n个测量数据的平均值称为平均厚度；T_i为第i个测量位置点的测量值，n为测量位置点的个数。

4.根据权利要求3所述的电缆产品结构尺寸检验模型及应用方法，其特征在于，若测量方法标准要求对每根绝缘线芯取m段试样进行测量，取n次数据的算术平均值作为绝缘平均厚度T_p，则T_p＝Σ(T_i)/m﹒n。

5.根据权利要求1所述的电缆产品结构尺寸检验模型及应用方法，其特征在于，所述电缆绝缘最薄处厚度测量的方法为，绝缘最薄处厚度t_min取一组3个绝缘试样所有测得值的最小值，即t_min＝Min{(T_1i，T_2i，T_3i)}，式中，T_1i、T_2i、T_3i分别为第一、第二、第三个绝缘试样的测量数据。

6.根据权利要求1所述的电缆产品结构尺寸检验模型及应用方法，其特征在于，所述绝缘偏心度测量的方法为，分别测量同一截面上测量最大厚度t_max和最小厚度t_min，绝缘偏心度t_e＝(t_max-t_min)/t_max。

7.根据权利要求6所述的电缆产品结构尺寸检验模型及应用方法，其特征在于，电缆的绝缘偏心度应不大于10％。

8.根据权利要求1所述的电缆产品结构尺寸检验模型及应用方法，其特征在于，所述扩展不确定度U_x＝k.u_c，其中U为扩展不确定度；k为不确定度计算因子；u_c为合成标准不确定度。

9.根据权利要求8所述的电缆产品产品结构尺寸检验模型及应用方法，其特征在于，所述标准不确定度包括测量仪器检测引入的不确定度影响量u₁和重复性测量引入不确定度影响量u₂；根据u₁和u₂合成标准不确定度u_c：

10.根据权利要求9所述的电缆产品结构尺寸检验模型及应用方法，其特征在于，u₁由仪器校准结果给出的不确定度除以其包含因子得到；u₂可由n次测量最大值、最小值、以及极差系数C计算得到，即：u₂＝(x_max-x_min)/(C·n^1/2)。

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