CN202305680U - 电缆电容转换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电缆电容的测量转换器。所要解决的技术问题是提供的电缆电容转换装置应能有助于实现电缆芯线电容的测量，具有测试方便、结构简单、制作容易的特点。技术方案是：电缆电容转换装置，其特征在于该转换装置包括一上端开口的柱形容器、注入容器作为导体的水以及用于悬挂被测样品并使被测样品浸入水中的支架。所述支架包括一底盘、一竖直固定在底盘上的立杆以及一可活动地水平定位在立杆上且可固定被测样品的样品固定板。所述立杆的上半段表面制有螺纹，所述样品固定板穿套在立杆上，另由与前述螺纹配合的升降螺母实现对样品固定板的位置调节。所述柱形容器放置在底盘上面；所述立杆上还固定一用于定位柱形容器的容器固定板。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电容测量转换器件，具体是电缆电容的测量转换器。
背景技术
同轴电缆和高速数字通讯电缆的芯线电容，是影响电缆传输性能的重要参数；控制同轴电缆单位长度电容在允许范围之内，可以保证电缆传输阻抗均匀。测量成品同轴电缆电容，只需用电容测试仪的两个测试夹，分别连接到电缆的内外两个导体，即可测量电容值。而对于生产过程中的半成品，例如没有加上外导体的电缆绝缘芯线（仅在内导体的外部包覆一绝缘层），由于只有一个内导体电极，无法用电容测试仪直接测量，倘若电缆绝缘芯线本身的电容不合格，继续生产就毫无意义（产品不会合格）；因而设计一种检测电缆绝缘芯线电容的仪器十分必要。
另一方面，现有部分电缆厂家使用在线连续监测芯线电容的水电容测试仪，需要使用电容校准棒对其进行校准，而校准棒的测量，从目前了解的情况看，国内还没有现成的测量装置，给各企业校准水电容测试仪用的校准棒的量值溯源带来难度；因而也需要对这些校准棒进行测量的工具。
发明内容
本实用新型的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种电缆电容转换装置，该电缆电容转换装置应能有助于实现电缆芯线电容的测量，具有测试方便、结构简单、制作容易的特点。
本实用新型采用了以下的技术方案：电缆电容转换装置，其特征在于该转换装置包括一上端开口的柱形容器、注入容器作为导体的水以及用于悬挂被测样品并使被测样品浸入水中的支架。
所述支架包括一底盘、一竖直固定在底盘上的立杆以及一可活动地水平定位在立杆上且可固定被测样品的样品固定板。
所述立杆的上半段表面制有螺纹，所述样品固定板穿套在立杆上，另由与前述螺纹配合的升降螺母实现对样品固定板的位置调节。
所述柱形容器放置在底盘上面；所述立杆上还固定一用于定位柱形容器的容器固定板。
所述柱形容器的外部包覆一用金属丝网或金属薄膜制成的屏蔽层。
所述柱形容器为圆柱体形容器。
所述柱形容器为具有绝缘功能的塑料管或玻璃管或有机玻璃管。
本实用新型的工作原理是：测量时，作为被测样品的电缆芯线的底端先用绝缘材料隔离绝缘，接着悬挂固定在样品固定板上，电缆芯线的规定长度部分浸入容器内的水中；而后在水中插入一根导线7（裸铜线），并将电容测试仪的测量夹，分别连接到电缆芯线顶端裸露的内导体8以及水中的导线，即可测量外导体和内导体之间的电容值（用水作为电缆的外电极，经济安全；也可使用水银，但是容易带来环境污染）。
本实用新型的有益效果是：本实用新型配上电容测试仪或LCR数字电桥后，可组成电缆芯线电容测量装置，有效解决离线抽样测量电缆芯线电容的问题，变事后测量（编织外导体工艺后测量电容）为事前测量（未编织外导体的芯线测量电容），为工艺参数控制提供测量数据，实现提前控制。
此外，也可把电容校准棒作为被测样品，从而为电容校准棒提供了测量装置，使水电容测试仪的量值溯源成为可能。
附图说明
图1 是本实用新型的主视结构示意图。
具体实施方式
电容计算公式： 
；
式中：C——电缆单位长度电容（pF/m）；
ε——绝缘介质的相对介电常数；
D——电缆的外导体内径即绝缘层的外径（mm）；
d——电缆的内导体外径（mm）。
由上式可知，电容大小和内导体外径、绝缘材料（不同材料ε不同）、外导体内径（绝缘层外径）、发泡度（影响ε）相关。只要D、d、ε控制在一定范围内，当内导体直径d和绝缘层外径D确定后，介电常数ε就决定了电缆的电容。
电容计算公式可用于设计同轴电缆；实际生产中，内导体直径、绝缘外径的变化、发泡度的高低，均会引起电容值的变化。只有通过测量，才能知道实际电容值。电容通常有两个电极，电极之间夹以绝缘介质；而同轴电缆芯线只有一个内导体电极，外面是绝缘层。若要测量芯线的电容，须在绝缘层外面再设置一个电极，组成一个圆柱体电容器，就可以用电容测试仪或LCR数字电桥测量电容值。
为此，发明人提供了如图所示的技术方案：
该电缆电容转换装置中，由底盘1、竖直固定在底盘上的立杆15以及一可活动地水平定位在立杆上的样品固定板10组成了支架；一上端开口且注有水（推荐采用自来水）柱形容器。
所述柱形容器5放置在底盘上。被测样品3的顶端固定在样品固定板上（被测样品穿入固定板上的固定孔中，并由穿透固定孔孔壁的螺钉顶压固定），该样品的被测部分（即规定部分长度，根据测量要求确定）则竖直悬垂浸入容器内的水面6下，并且被测样品的底端还用绝缘材料2隔离使其中的内导体与容器内的水绝缘。
为便于被测样品的上下位置调节，立杆的上半段表面制有螺纹12成为丝杆（也可在立杆顶端连接一丝杆），所述样品固定板穿套在丝杆上（固定板上制有一孔，通过该孔穿套在丝杆上），另配置一与前述螺纹配合的升降螺母11（也可在样品固定板的上下表面各配置一升降螺母），从而实现对该固定板的位置调节。
底盘应有足够的面积和质量，以保持装置的稳定，立柱较长时相应增加底盘面积；立柱长度根据样品长度设计；丝杆长度主要考虑样品浸入水中对准刻线时的调节范围，至少有30mm的可调范围；样品固定板随升降螺母转动而上下移动，静止时，其上下活动间隙尽可能小。
为确保柱形容器稳定，立杆上还固定着用于定位柱形容器的容器固定板16。该容器固定板上制有分别稍大于立杆以及柱形容器的2个通孔；该固定板穿套在立杆以及柱形容器后，再拧紧固定螺钉（固定螺钉穿过通孔的孔壁顶压在立杆），容器固定板就能保持稳定。
所述柱形容器为具有绝缘功能的塑料管，也可用玻璃管或有机玻璃管等其它绝缘材料制作的柱形容器。该柱形容器可以是圆柱体形容器、长方体形容器或棱柱体形容器。推荐采用圆柱体形容器。
所述柱形容器的外部还包覆一用金属丝网或金属薄膜制成的屏蔽层（图中屏蔽层省略），以降低外部电磁场的干扰，提高测量精度。
因样品底端浸入水中，需要做绝缘处理。为了减小边缘效应的影响，绝缘封头的厚度大于两倍的样品绝缘层厚度，绝缘材料可选择：
a、凡士林：封头容易，有足够的绝缘电阻，可以即做即用，但容易变形损坏绝缘封头，只适用于即时测量。
b、玻璃胶：封头容易，有足够的绝缘电阻，胶体固化前也可以用于测量，但容易变形损坏绝缘封头。胶体固化后不易变形，适宜制作校准棒的封头，可多次使用。
根据被测样品对电容测量结果示值误差的要求，选择电容测试仪的准确度等级。满足电容测试仪误差小于等于三分之一样品测量结果的允许误差。
根据样品长度测量需要，选择1m或2m，分辨率1mm的钢直尺。为了测量方便，把钢直尺固定在一端装有挡板的木板上，挡板的垂直端面正好对准钢直尺起点端。测量时只要把电缆一端顶住挡板就可量取规定的长度，并标注刻线。
为了减小测量误差，样品要有足够长度，使长度测量误差所引起的电容测量结果误差可以忽略。经过误差分析，样品长度可选500mm至1500mm，太长不便于操作。测量前，先在样品上量取一定长度（例如从底端开始量取500mm）用记号笔画上刻线。
测试时，将被测样品小心放入容器内，并固定在样品固定板上。容器内注入自来水，注入量以样品插入后水面不超过规定的位置为宜。调节升降螺母，使被测电缆的垂直位置缓慢下降，直到水面对准样品上预先标注的长度刻线。
单位长度电容的计算
式中：C——样品的单位长度电容（pF/m）；
Cl——LCR数字电桥测量的样品实际长度的电容值（pF）；
L——样品浸入水中的长度（m）；
设样品浸入水中的长度为500mm,LCR数字电桥显示值为25.02pF，就可以测得单位长度电容为：
pF/m。
Claims (7)
1.电缆电容转换装置，其特征在于该转换装置包括一上端开口的柱形容器（5）、注入容器作为导体的水以及一用于悬挂被测样品（3）并使被测样品浸入水中的支架。
2.根据权利要求1所述的电缆电容转换装置，其特征在于：所述支架包括一底盘（1）、一竖直固定在底盘上的立杆（15）以及一可活动地水平定位在立杆上且可固定被测样品的样品固定板（10）。
3.根据权利要求2所述的电缆电容转换装置，其特征在于：所述立杆的上半段表面制有螺纹（12），所述样品固定板穿套在立杆上，另由与前述螺纹配合的升降螺母（11）实现对样品固定板的位置调节。
4.根据权利要求3所述的电缆电容转换装置，其特征在于：所述柱形容器放置在底盘上面；所述立杆上还固定一用于定位柱形容器的容器固定板（16）。
5.根据权利要求4所述的电缆电容转换装置，其特征在于：所述柱形容器的外部包覆一用金属丝网或金属薄膜制成的屏蔽层。
6.根据权利要求5所述的电缆电容转换装置，其特征在于：所述柱形容器为圆柱体形容器。
7.根据权利要求6所述的电缆电容转换装置，其特征在于：所述柱形容器为具有绝缘功能的塑料管或玻璃管或有机玻璃管。
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Cited By (1)
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| CN114236370A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-03-25 | 国网湖北省电力有限公司直流运检公司 | 一种柔性直流输电换流阀子模块电容器容值检测装置 |
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