CN207095743U - 一种电缆附件的界面压力分布测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电缆附件的界面压力分布测试装置，解决了现有技术中的电缆附件界面压力测试方法均难以真实模拟电缆本体与电缆附件之间的安装方式，难以获得客观准确的电缆附件界面的压力值的技术问题。本实用新型包括：组合式芯棒和扩径管，组合式芯棒包括芯棒组件和固定封帽；组合式芯棒为由至少三个芯棒组件组合拼装而成并经芯棒组件两端的固定封帽固定的中空结构，芯棒组件由圆管沿轴向等份切割加工得到；组合式芯棒的外表面设置有感压纸或压力测量装置，扩径管的外表面安装有电缆附件；扩径管的内径大于组合式芯棒的外径，扩径管用于套入组合式芯棒，并在固定电缆附件后沿轴向抽出，使得电缆附件自然收缩安装于组合式芯棒的外表面。

Description

一种电缆附件的界面压力分布测试装置

技术领域

本实用新型涉及电缆附件压力测量技术领域，尤其涉及一种电缆附件的界面压力分布测试装置。

背景技术

在电力系统高压电缆输电领域，高压电缆附件安装后与电缆本体构成界面，其绝缘强度与界面压力有直接关系。正确设计电缆附件和电缆本体界面压力是电缆附件设计的重要内容，界面压力太小时界面的电气强度达不到要求，界面压力过大时会造成电缆附件安装困难，此外还会在电缆负荷循环后造成“竹节”现象，即造成电缆变形而影响电缆绝缘性能。因此，有必要提出准确的界面压力测量方式，以判断电缆附件与电缆本体之间的配合是否能满足运行要求。

电缆和电缆附件均为轴对称结构，有较大面积的圆柱形的光滑界面，且电缆附件安装后，与电缆本体的界面压力完全靠橡胶材料自身的抗张强度或弹性模量等性能来保障。因此用于测量电缆附件界面的压力传感器的尺寸、安装位置等都会对界面压力测试结果产生直接影响。

现有技术中的电缆附件界面压力测试技术包括直接测量法和间接测量法。直接测量法具体为：通过一具有膨大结构的扩头单元模拟电缆与电缆附件产品进行过盈插装，并在扩头单元上安装压力传感器来测试电缆附件界面的压力。但该直接测量法中所用的扩头单元只能适用于某一具体尺寸的电缆附件，且需要较为庞大复杂的机构实现安装和拆卸过程，即一套完整的装置只能适应某一型号的电缆附件，适用性与实用性较差。此外，扩头单元为一段超过电缆外径的膨大结构部件而并非为与对应型号的电缆线芯等径的圆柱结构。此外，该方法中的测试仪器为竖直结构，测试时扩头单元与电缆附件之间的安装方式与实际平行敷设情况不一致，未考虑电缆附件本身自重会造成界面圆周上下方向的压力差异，难以获得准确客观的测量结果。

间接测量法具体为：以与电缆外径相同的铝质薄壁管作为载体，通过电测量法测试铝管内部应变，再结合有限元分析获得外壁界面压力值。该间接测量方法需要获得电缆附件和铝管的结构及材料参数，并进行较为复杂的仿真计算，且缺少实际与电缆附件接触的外壁界面压力值测量结果作为验证，计算方法较为复杂且适应性不高，不宜作为普遍使用的压力测试方法。

综上，现有技术中的电缆附件界面压力测试方法均难以真实模拟电缆本体与电缆附件之间的安装方式，且测试方法均较为复杂及适用性较差，难以获得客观准确的电缆附件界面的压力值。

实用新型内容

本实用新型实施例公开了一种电缆附件的界面压力分布测试装置，解决了现有技术中的电缆附件界面压力测试方法均难以真实模拟电缆本体与电缆附件之间的安装方式，且测试方法均较为复杂及适用性较差，难以获得客观准确的电缆附件界面的压力值的技术问题。

本实用新型实施例提供了一种电缆附件的界面压力分布测试装置，包括：

组合式芯棒和扩径管，组合式芯棒包括芯棒组件和固定封帽；

组合式芯棒为由至少三个芯棒组件组合拼装而成并经芯棒组件两端的固定封帽固定的中空结构，芯棒组件由圆管沿轴向等份切割加工得到；

组合式芯棒的外表面设置有感压纸或压力测量装置，扩径管的外表面安装有电缆附件；

扩径管的内径大于组合式芯棒的外径，扩径管用于套入组合式芯棒，并在固定电缆附件后沿轴向抽出，使得电缆附件自然收缩安装于组合式芯棒的外表面。

优选地，感压纸均匀的贴覆于组合式芯棒的外表面，用于感压测量电缆附件的界面压力分布情况。

优选地，压力测量装置包括压力传感器。

优选地，固定封帽包括第一固定封帽和第二固定封帽；

第一固定封帽和第二固定封帽均设置有凹槽，用于嵌入芯棒组件。

优选地，第一固定封帽和第二固定封帽均设置有开孔；

构成组合式芯棒的芯棒组件的外表面设置有压力传感器的安装位置，用于使得压力传感器的数据传输线依次通过压力传感器的安装位置、组合式芯棒的内部中空结构及固定封帽的开孔引出外部。

优选地，还包括：数据采集处理模块，数据采集处理模块与压力传感器的引出外部的数据传输线连接，用于持续测量并记录电缆附件的界面压力值。

优选地，还包括：芯棒支架，芯棒支架用于水平固定组合式芯棒。

优选地，还包括：扩径管支架，扩径管支架用于放置扩径管并使得扩径管能够沿扩径管支架径向转动。

优选地，还包括：底座，扩径管支架设置于底座上；

底座上设置有移动导轨和固定装置，用于供扩径管支架沿组合式芯棒的轴向移动和固定扩径管支架。

优选地，底座上还设置有刻度，用于确定扩径管支架的移动位置。

从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：

通过将圆管沿轴向等份切割加工为多个芯棒组件，然后将切割后的多个芯棒组件组合拼装为一体并在组合拼装后的多个芯棒组件的两端嵌入固定封帽内加以固定，构成便于拆卸的组合式芯棒。在所获得的组合式芯棒的外表面贴覆感压纸或者安装压力测量装置，并通过预先将电缆附件安装在扩径管的外表面上，然后将扩径管套入到组合式芯棒的外表面之后再保持电缆附件的位置不变并抽离出扩径管，即可将电缆附件自然收缩于组合式芯棒的外表面。此时可通过感压纸感压显色测量电缆附件的界面压力分布情况或者通过压力测量装置直接测量电缆附件的界面压力分布情况，之后拆除两端的固定封帽，即可将多个芯棒组件轻易的拆卸下来，并在拆卸过程中不会损伤感压纸或者压力测量装置。该组合式芯棒结构简单轻便，且容易拆卸，可重复利用，只需要根据所需要测量的电缆附件对应电缆的型号即可轻易制作出相匹配的组合式芯棒，适用性强，并真实还原模拟了电缆与电缆附件的界面压力情况，能够准确地获取到电缆附件的界面压力真实分布情况。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种电缆附件的界面压力分布测试装置结构示意图。

图2为本实用新型提供的单个芯棒组件的平面结构示意图。

图3为本实用新型提供的组合式芯棒和固定封帽的截面示意图。

图4为本实用新型提供的组合式芯棒的结构示意图。

图5为本实用新型提供的扩径管的截面示意图。

图6为本实用新型实施例提供的一种电缆附件的界面压力分布测试方法的流程示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种电缆附件的界面压力分布测试装置，用于解决现有技术中的电缆附件界面压力测试方法均难以真实模拟电缆本体与电缆附件之间的安装方式，且测试方法均较为复杂及适用性较差，难以获得客观准确的电缆附件界面的压力值的技术问题。

请参阅图1，为本实用新型实施例提供的一种电缆附件的界面压力分布测试装置结构示意图。

本实用新型实施例中提供的一种电缆附件的界面压力分布测试装置包括：

组合式芯棒1和扩径管2，组合式芯棒1包括芯棒组件A和固定封帽B。如图2所示，为本实用新型提供的单个芯棒组件的平面结构示意图。如图3所示，为本实用新型提供的组合式芯棒和固定封帽的截面示意图。其中，图3中左侧为组合式芯棒的截面示意图，右上角为固定封帽的截面示意图，右下角为固定封帽的切面示意图。

组合式芯棒1为由至少三个芯棒组件A组合拼装而成并经芯棒组件A两端的固定封帽B固定的中空结构，芯棒组件A由圆管沿轴向等份切割加工得到。如图4所示，为本实用新型提供的组合式芯棒的结构示意图。

组合式芯棒1的外表面设置有感压纸或压力测量装置(如压力传感器)，扩径管2的外表面安装有电缆附件3；扩径管2的内径大于组合式芯棒1的外径，扩径管2用于套入组合式芯棒1，并在固定电缆附件3后沿轴向抽出，使得电缆附件3自然收缩安装于组合式芯棒1的外表面。如图5所示，为本实用新型提供的扩径管的截面示意图。

其中，可将薄壁圆管沿轴向等份切割加工为多个芯棒组件A(芯棒组件A数量不作限定，可根据实际加工需求及安装拆卸方便程度进行选择)，如6个，并分别编号为A1～A6。芯棒组件A组合后嵌入两端的固定封帽B的凹槽中，固定后成为一个中空的圆柱形整体，即构成组合式芯棒1。一旦拆下两端的固定封帽B，则组合式芯棒1可轻易拆分为6个芯棒组件A。

其中，感压纸均匀的贴覆于组合式芯棒1的外表面，用于感压测量电缆附件3的界面压力分布情况。感压纸是一种高度敏感的胶片，会对所施加的压力产生反应，压力的水平通过色彩变化的密度显示出来。具体原理为在聚酯片基板上涂有显色物质和微囊生色物质，施压时微囊破裂，生色物质与显色物质相互反应，红色区出现在胶片上，并呈现不同深浅度的色彩，以此来判断所受压力情况。因此，可根据测试压力范围选择胶片类型。

进一步地，固定封帽B包括第一固定封帽B1和第二固定封帽B2，分别嵌入设置在芯棒组件A的两端；第一固定封帽B1和第二固定封帽B2均设置有凹槽，用于嵌入芯棒组件A。

进一步地，为了方便引出压力传感器的数据传输线，第一固定封帽B1和第二固定封帽B2均设置有开孔；构成组合式芯棒1的芯棒组件A的外表面设置有压力传感器的安装位置4，即开有槽或孔(开槽或开孔的深度与所选用的压力传感器适配)，用于使得压力传感器的数据传输线依次通过压力传感器的安装位置4、组合式芯棒1的内部中空结构及固定封帽B的开孔引出外部。压力传感器的引出外部的数据传输线连接有数据采集处理模块5，用于持续测量并记录电缆附件3的界面压力值。

进一步地，为了水平固定组合式芯棒1，还包括有：芯棒支架6，芯棒支架6用于水平固定组合式芯棒1。即将组合式芯棒1的一端固定在芯棒支架6上，组合式芯棒1的另一端用于方便套入扩径管2。

进一步地，为了便于可靠稳定地套入和抽出扩径管2，还包括有：扩径管支架7，扩径管支架7用于放置扩径管2并使得扩径管2能够沿扩径管支架7径向转动。扩径管支架7设置于底座8上；底座8上设置有移动导轨和固定装置，用于供扩径管支架7沿组合式芯棒1的轴向移动和固定扩径管支架7。底座8上还设置有刻度，用于确定扩径管支架7的移动位置。通过设置在底座8上的扩径管支架7，可以实现将扩径管2托举至与组合式芯棒1同轴的位置。扩径管支架7可在底座8上沿轴向移动，且通过扩径管支架7在底座8轨道上的对应刻度可判断电缆附件3与组合式芯棒1测量点的相对位置。需要说明的是，扩径管支架7不与扩径管2固定连接，扩径管支架7移动到位后固定至底座8后将会限定电缆附件3的位置，此时扩径管2可沿轴向抽出与电缆附件3分离，电缆附件3保留在扩径管支架7上并自然收缩安装于组合式芯棒1的外表面。

为了便于理解，以下将对基于本实用新型中所提供的一种电缆附件的界面压力分布测试装置所进行的电缆附件的界面压力分布测试方法进行详细的描述。

请参阅图6，为本实用新型实施例提供的一种电缆附件的界面压力分布测试方法的流程示意图。

本实用新型实施例提供的一种电缆附件的界面压力分布测试方法，包括：

201、将圆管沿轴向等份切割加工为至少三个芯棒组件，并在组合拼装为一体的芯棒组件的两端嵌入固定封帽，构成组合式芯棒。

首先，可以根据需要测量的电缆附件的大小型号选择对应的外径的薄壁圆管(即薄壁圆管的外径与该电缆附件对应的电缆的外径一样)。再根据实际加工需求将薄壁圆管沿轴向等份加工为多个芯棒组件，其中芯棒组件的数量不做具体限定，只要便于拆卸即可。一般可选择三个以上的芯棒组件，以便于芯棒组件的拆分。然后通过具有凹槽的固定封帽将重新组合拼装起来的芯棒组件固定好，即将芯棒组件还原为未切割前的薄壁圆管，并在两端用固定封帽加以紧固，构成组合式芯棒。

202、在组合式芯棒的外表面均匀贴覆感压纸，将外表面安装有电缆附件的扩径管套入组合式芯棒后固定电缆附件并沿轴向抽出扩径管，使得电缆附件自然收缩安装于组合式芯棒的外表面，扩径管的内径大于组合式芯棒的外径。

获得组合式芯棒之后，在组合式芯棒的外表面均匀地包裹一层或者多层感压纸，感压纸的类型和包裹层数不作具体限定，可以根据实际情况中对于试验的精度要求及成本考虑因数等进行择优选择。在将电缆附件安装于组合式芯棒的外表面之前，先将电缆附件安装于内径稍大于组合式芯棒的外径(包括固定封帽的直径)的扩径管上(界面应预先涂抹硅脂)，然后再将扩径管轻轻套入到组合式芯棒上，再通过支架固定电缆附件的位置不变，抽离扩径管即可将电缆附件自然收缩在组合式芯棒上，即包裹于贴覆有感压纸的组合式芯棒上。

203、将电缆附件静置安装于组合式芯棒的外表面预置时间后，拆除固定封帽，取出拆分后的芯棒组件和感压纸。

在静置过程中，记录静置时间，直到静置时间持续至超过感压纸的显色时间后，拆除组合式芯棒两端的固定封帽，拆分并取出单个芯棒组件以及感压纸。具体拆卸过程为：去掉固定封帽后将其中一个芯棒组件稍微偏转，则几个芯棒组件都会散开而不再是一个完整圆柱，缺少支撑后电缆附件自然收缩。从电缆附件中部的圆孔取出散开后的组件，再取出感压纸即可。由于拆卸过程是直接从组合式芯棒内部进行拆分操作，无需将电缆附件从组合式芯棒上剥离出来，因此，不会对感压纸造成损伤或增加新的压力，而不会影响到感压纸的显色情况。

204、根据感压纸的显色结果获取电缆附件的界面压力分布情况。

根据所取下来的感压纸的显色结果结合感压纸的显色范围可以获得感压纸所包裹的组合式芯棒的整个外表面与电缆附件接触的界面的压力分布情况。

205、根据电缆附件的界面压力分布情况，确定在重新组装后的组合式芯棒的外表面安装压力传感器的位置。

在通过感压纸的显色情况，获得电缆附件内部界面的整体压力分布情况之后，可以根据显色情况选择需要重点关注以及更高精度测量的区域来采用压力传感器进行测量，以确定压力传感器的安装位置。如根据不同深浅颜色的感压纸，可大致区分整个界面上的压力分布情况，判断压力最大和最小处的位置，并确定压力传感器的安装位置。

206、在重新组装后的组合式芯棒的外表面安装压力传感器，并通过扩径管将电缆附件重新安装于重新组装后的组合式芯棒的外表面，通过压力传感器持续测量电缆附件的界面压力值。

对拆卸下来的芯棒组件进行重新组装，形成组合式芯棒，并根据步骤205中所确定的压力传感器的安装位置在重新组装后的组合式芯棒的外表面安装压力传感器，通过扩径管将电缆附件重新安装于重新组装后的组合式芯棒的外表面之后，可以通过压力传感器及与压力传感器的数据传输线连接的数据采集处理模块持续测量并记录电缆附件的界面压力值以及相应数值随安装时间的变化情况。因此，通过上述方法步骤，可以根据需要获得电缆附件安装后界面压力分布情况、最大压力数值、最小压力数值，并获得相应数值随安装时间的变化情况。

需要说明的是，对于感压纸和压力传感器的测量顺序可以根据实际需要进行调整，此处不做具体限定。即可以单独采用感压纸或者压力传感器进行测量，也可以先采用感压纸测量电缆附件的界面整体压力分布情况，再采取压力传感器对特定位置进行压力值的精确测量。

本实用新型实施例中使用感压纸测量整个界面压力分布情况后，再选取最大压力、最小压力位置或者根据实际情况所确定的关注位置进行测试。其中，扩径管支架还可以沿底座轴向移动并读取对应位置刻度，扩径管不与支架固定，即可沿圆周方向(径向)转动，通过配合调整可使得固定安装的压力传感器测试电缆附件安装后界面的任一位置。另外，通过芯棒支架的支撑固定作用，保持电缆附件安装在水平芯棒上进行测试，并同时读取圆周方向多个压力数据，即考虑了被测样品(组合式芯棒)本身的重力对圆周上下方向界面压力的影响，沿圆周方向设置多个测量点可体现数值差异，与电缆线路实际敷设情况一致，真实还原模拟了所敷设的电缆线路实际安装电缆附件时的场景，使得测量结果更为准确客观，解决了现有技术中的电缆附件界面压力测试方法均难以真实模拟电缆本体与电缆附件之间的安装方式，且测试方法均较为复杂及适用性较差，难以获得客观准确的电缆附件界面的压力值的技术问题。

以上对本实用新型所提供的一种电缆附件的界面压力分布测试装置进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种电缆附件的界面压力分布测试装置，其特征在于，包括：

组合式芯棒和扩径管，所述组合式芯棒包括芯棒组件和固定封帽；

所述组合式芯棒为由至少三个芯棒组件组合拼装而成并经芯棒组件两端的固定封帽固定的中空结构，所述芯棒组件由圆管沿轴向等份切割加工得到；

所述组合式芯棒的外表面设置有感压纸或压力测量装置，所述扩径管的外表面安装有电缆附件；

所述扩径管的内径大于所述组合式芯棒的外径，所述扩径管用于套入所述组合式芯棒，并在固定所述电缆附件后沿轴向抽出，使得所述电缆附件自然收缩安装于所述组合式芯棒的外表面。

2.根据权利要求1所述的电缆附件的界面压力分布测试装置，其特征在于，所述感压纸均匀的贴覆于所述组合式芯棒的外表面，用于感压测量所述电缆附件的界面压力分布情况。

3.根据权利要求1所述的电缆附件的界面压力分布测试装置，其特征在于，所述压力测量装置包括压力传感器。

4.根据权利要求3所述的电缆附件的界面压力分布测试装置，其特征在于，所述固定封帽包括第一固定封帽和第二固定封帽；

所述第一固定封帽和所述第二固定封帽均设置有凹槽，用于嵌入芯棒组件。

5.根据权利要求4所述的电缆附件的界面压力分布测试装置，其特征在于，所述第一固定封帽和所述第二固定封帽均设置有开孔；

构成组合式芯棒的所述芯棒组件的外表面设置有压力传感器的安装位置，用于使得所述压力传感器的数据传输线依次通过压力传感器的安装位置、组合式芯棒的内部中空结构及固定封帽的开孔引出外部。

6.根据权利要求5所述的电缆附件的界面压力分布测试装置，其特征在于，还包括：数据采集处理模块，所述数据采集处理模块与所述压力传感器的引出外部的数据传输线连接，用于持续测量并记录所述电缆附件的界面压力值。

7.根据权利要求1所述的电缆附件的界面压力分布测试装置，其特征在于，还包括：芯棒支架，所述芯棒支架用于水平固定所述组合式芯棒。

8.根据权利要求1所述的电缆附件的界面压力分布测试装置，其特征在于，还包括：扩径管支架，所述扩径管支架用于放置所述扩径管并使得所述扩径管能够沿扩径管支架径向转动。

9.根据权利要求8所述的电缆附件的界面压力分布测试装置，其特征在于，还包括：底座，所述扩径管支架设置于底座上；

所述底座上设置有移动导轨和固定装置，用于供所述扩径管支架沿所述组合式芯棒的轴向移动和固定所述扩径管支架。

10.根据权利要求9所述的电缆附件的界面压力分布测试装置，其特征在于，所述底座上还设置有刻度，用于确定所述扩径管支架的移动位置。