CN202710675U - Xlpe中压电缆水树老化试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种XLPE中压电缆水树老化试验装置，包括多个并联的老化试验单元，每个老化试验单元包括一绝缘底座和一设置在绝缘底座上的试验杯，实验杯内部形成有放置盐溶液用的空腔、杯口上设置有绝缘盖，绝缘盖上安装有导电电极；绝缘底座上由上至下依次设置有绝缘垫圈、试验试样、底座电极和导体，在绝缘底座的中央形成一通孔，该通孔的上部直径较大，构成一凹槽，底座电极设置在该凹槽内且底座电极上表面与绝缘底座上表面平齐，所述导体连接底座电极并接地；绝缘底座上部四周向上延伸形成侧壁，试验杯下部与侧壁之间螺纹连接，绝缘垫圈从外围密封住杯底开口和试验试样之间的空间。该装置结构简单、使用方便、老化试验时间较短。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电缆检测领域，特别是涉及一种XLPE中压电缆水树老化试验装置。
背景技术
目前广泛应用的交联聚乙烯(XLPE)中压绝缘电力电缆具有维护方便等诸多优点，但电缆绝缘中的水树老化问题一直是影响电缆安全、可靠运行的主要因素。在地下运行的XLPE中压电缆本体内一般会存在一定的水分，这种电缆经过长期运行后，其电缆绝缘体都会受到不同程度的水树劣化。近年来，XLPE中压电缆的故障发生率明显上升，根据上海电缆研究所对故障电缆检测的结果显示，运行超过5年的XLPE中压电缆绝缘绝大多数都发生了水树。尤其是安装在南方潮湿环境中的电缆，水树发生十分普遍，个别严重的树枝长度接近绝缘厚度的70％。
抗水树交联聚乙烯(TR-XLPE)中压电缆是一种新型电力电缆，可以延长交联聚乙烯(XLPE)电缆的运行使用寿命。目前国网公司要求各网省电力公司进行推广。TR-XLPE中压电缆的成本比普通电力电缆贵约10％-20％，但是在外观上区别不大，抗水树老化试验目前只能通过长期老化试验来确定。
目前尚无快速判断XLPE中压电缆是否具有抗水树老化性能的方法。国内电缆生产厂家的TR-XLPE中压电缆产品必须经过中国电科院检测中心的型式试验才能进入国网公司电缆市场，该型式试验依据的标准方法是DL/T1070-2007《中压交联电缆抗水树性能鉴定试验方法和要求》。该方法是将经过热条件处理的电缆作为试样。每根电缆试样应放在标称内径为75mm的聚乙烯或聚氯乙烯导管中，在试验电压下进行加速老化。在老化过程中，电缆试样导体中的间隙和导管中都注满自来水。电缆试样还应通过感性电流的加热方式进行负荷循环，试验结束对水树进行检查和计数。
该方法存在以下缺点：
1.只能以成品电缆的缆芯作为试样，实验装置体积较大且操作繁琐；
2.老化周期过长，试样必须经受在规定电压下累计数月甚至更长的水树老化过程，不能快速判断电缆材料是否具有抗水树老化性能。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种体积小、老化周期短、能够对中压交联聚乙烯电缆的绝缘层进行快速水树老化试验的装置。
为此，本实用新型的技术方案如下：
一种XLPE中压电缆水树老化试验装置，包括多个并联的老化试验单元，每个所述老化试验单元包括一绝缘底座和一设置在所述绝缘底座上的试验杯，所述实验杯内部形成有放置盐溶液用的空腔，实验杯杯口上设置有一绝缘盖，在绝缘盖上安装有一导电电极，试验时该导电电极的下端浸入所述盐溶液中，实验杯的杯底形成一开口；在所述绝缘底座上由上至下依次设置有绝缘垫圈、试验试样、底座电极和导体，在绝缘底座的中央形成一通孔，该通孔的上部直径较大，构成一凹槽，所述底座电极设置在该凹槽内且底座电极的上表面与绝缘底座的上表面平齐，试验试样盖住所述底座电极，绝缘垫圈的直径大于所述实验杯底部开口并小于底座电极，导体连接所述底座电极并接地；所述绝缘底座的上部四周向上延伸形成侧壁，所述试验杯的下部安装在所述侧壁围成的安装槽中并压紧所述绝缘垫圈的上端面，所述试验杯的下部与所述侧壁之间螺纹连接，所述绝缘垫圈从外围密封住开口和试验试样之间的空间。
所述试验试样取自XLPE中压电缆的绝缘层，试样厚度为1mm。
所述多个并联的老化试验单元设置在一试验箱内，所述试验箱的底部接地，所述每个老化试验单元的绝缘底座固定设置在所述试验箱内，每个底座电极通过相应的导体与所述试验箱的底部连接。
本实用新型的XLPE中压电缆水树老化试验装置具有以下优点：
1.试验装置结构简单、体积小、操作方便，能够直接以XLPE和TR-XLPE电缆材料的绝缘层为试样进行老化试验。
2.老化周期短。在试验电压下，对试样进行一段时间的水树老化，比如：1天、5天、10天等，然后，分别对这些经过老化的XLPE和TR-XLPE试样进行理化性能及电气性能测试，根据理化特性和介电特性中相关参数的变化规律对TR-XLPE电缆和普通XLPE电缆进行快速鉴定。通过该装置大大缩短了老化实验周期，实现了对电缆材料水树老化性能的快速判断，提高了工作效率。
附图说明
图1是本实用新型XLPE中压电缆水树老化试验装置的组成示意图；
图2是本实用新型XLPE中压电缆水树老化试验装置中一个试验单元的结构示意图；
图3是本实用新型XLPE中压电缆水树老化试验装置的电路连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的水树老化试验装置的结构进行详细说明。
图3是本实用新型的一个实施例。如图所示，该试验装置包括8个并联的老化试验单元。所述8个并联的老化试验单元设置在一试验箱13内，试验箱13的底部接地，所述每个老化试验单元的绝缘底座2固定设置在所述试验箱13内，每个底座电极8通过相应的导体9与所述试验箱12的底部连接并接地。这样可以对8组试样片同时进行水树老化处理。当然，试验单元的设置数量可以根据需要而定，可以更多或少于8个。当实验单元较少时，也可以不设置试验箱，直接通过老化试验单元进行试验。
每个老化试验单元的结构如图1和图2所示，包括：绝缘底座2和设置在绝缘底座2上的试验杯1。实验杯1内部形成有放置盐溶液用的空腔11；实验杯1杯口上设置有一绝缘盖3，在绝缘盖3上安装有一导电电极4，试验时，导电电极4的下端尖浸入试验杯1内的盐溶液中；实验杯1的杯底形成一开口5。在绝缘底座2上由上至下依次设置有绝缘垫圈6、试验试样7、底座电极8和导体9。在绝缘底座2的中央形成一通孔10，该通孔10的上部直径较大，构成一凹槽，底座电极8设置在该凹槽内且底座电极8的上表面与绝缘底座2的上表面平齐。试验试样7的面积略大于底座电极8的面积，从上面盖住底座电极8。绝缘垫圈6的直径大于实验杯1底部开口5并小于底座电极8，导体9连接底座电极8并接地。绝缘底座2的上部四周向上延伸形成侧壁12，试验杯1的下部安装在侧壁12围成的安装槽中，试验杯1的下部与侧壁12之间螺纹连接，使用时将试验杯1拧紧，使其压紧绝缘垫圈6的上端面，从而使绝缘垫圈6从外围密封住开口5和试验试样7之间的空间。
所采用的盐溶液为浓度9克/升的NaCl溶液。在本实用新型的一个实施例中，试验试样7为厚度1mm的普通交联聚乙烯或者抗水树交联聚乙烯中压电缆绝缘材料试样，施加在每个导电电极4两端的电压为1万伏(试验试样厚度和电压值的设定标准或依据为中压交联聚乙烯电缆绝缘的击穿场强)。
下面结合图3的电路图对该装置的使用步骤进行说明：
1)将试验试样置于绝缘垫圈与绝缘底座之间，使试验试样的上、下表面分别与绝缘垫圈的下表面和底座电极的上表面相贴合，绝缘垫圈的上表面与杯底开口的边缘相贴合，此时垫圈开口位于杯底开口的正下方，拧紧试验杯，防止加入盐溶液时产生泄漏；
2)将多个安装好的试验单元逐一放入(底座与箱体底部固定连接吗-不固定)试验箱本体中，此时，底座电极的上表面与试验试样的下表面相贴合，底座下部的导体的上端与底座电极的下表面相贴合，下端与箱体电极的上表面相贴合、接地；
3)向试验杯的空腔中倒入盐溶液，倒入的量以保证导电电极浸入盐溶液为准，盐溶液通过试验杯的杯底开口与试验试样相接触且由于绝缘垫圈的密封，不会泄漏；
4)盖上试验杯的绝缘盖，将每个试验单元的导电电极接入带有过流保护装置21、计时器22和电压表的供电电路20；
5)接通电路，向导电电极施加10000伏的高压，试验试样在高压及盐溶液的作用下被加速老化；
6)对试样进行一段时间的水树老化，然后，分别对这些经过老化的XLPE和TR-XLPE试样进行理化性能及电气性能测试，根据理化特性和介电特性中相关参数的变化规律对TR-XLPE电缆和普通XLPE电缆进行快速鉴定。
Claims (3)
1.一种XLPE中压电缆水树老化试验装置，其特征在于：包括多个并联的老化试验单元，每个所述老化试验单元包括一绝缘底座(2)和一设置在所述绝缘底座(2)上的试验杯(1)，所述实验杯(1)内部形成有放置盐溶液用的空腔，实验杯(1)杯口上设置有一绝缘盖(3)，在绝缘盖(3)上安装有一导电电极(4)，试验时该导电电极(4)的下端浸入所述盐溶液中，实验杯(1)的杯底形成一开口(5)；在所述绝缘底座(2)上由上至下依次设置有绝缘垫圈(6)、试验试样(7)、底座电极(8)和导体(9)，在绝缘底座(2)的中央形成一通孔(10)，该通孔(10)的上部直径较大，构成一凹槽，所述底座电极(8)设置在该凹槽内且底座电极(8)的上表面与绝缘底座(2)的上表面平齐，试验试样(7)盖住所述底座电极(8)，绝缘垫圈(6)的直径大于所述实验杯(1)底部开口(5)并小于底座电极(8)，导体(9)连接所述底座电极(8)并接地；所述绝缘底座(2)的上部四周向上延伸形成侧壁(12)，所述试验杯(1)的下部安装在所述侧壁(12)围成的安装槽中并压紧所述绝缘垫圈(6)的上端面，所述试验杯(1)的下部与所述侧壁(12)之间螺纹连接，所述绝缘垫圈(6)从外围密封住开口(5)和试验试样(7)之间的空间。
2.根据权利要求1所述的XLPE中压电缆水树老化试验装置，其特征在于：所述试验试样(7)取自XLPE中压电缆的绝缘层，试样厚度为1mm。
3.根据权利要求1所述的XLPE中压电缆水树老化试验装置，其特征在于：所述多个并联的老化试验单元设置在一试验箱(13)内，所述试验箱(13)的底部接地，所述每个老化试验单元的绝缘底座(2)固定设置在所述试验箱(13)内，每个底座电极(8)通过相应的导体(9)与所述试验箱(12)的底部连接。
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