CN209764313U - 用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置。用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置，包括：模拟体，模拟体设有内腔；测量组件，测量组件与模拟体连接；压力检测元件，压力检测元件设置于模拟体上；数据显示元件，测量组件及压力检测元件均与数据显示元件电性连接；及填充源，填充源于所述模拟体连接。上述的用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置中，模拟体用于安装在应力锥中，测量组件可以通过直接测量模拟体的外径，使得工作人员能够准确地通过调整模拟体内腔中的填充物来改变模拟体的外径，使其与被模拟的电缆的外径一致。压力检测元件能够检测模拟体外表面所受的压力，从而获知电缆接头安装界面的压强。

Description

用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置

技术领域

本实用新型涉及压强测量技术领域，特别是涉及一种用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置。

背景技术

高压电缆接头安装界面所受的压强大小是保障输电电缆正常运行的重点参数。电缆接头击穿电场的强度随界面所受压强的增加而增加，如果高压电缆接头的界面所受压强不足时，界面电场分布不均匀，可能会产生沿面放电、击穿等现象，如果高压电缆接头的界面所受压强过大，会造成绝缘损坏等问题。

目前，有研究团队利用空心金属管代替电缆，在金属管内部粘贴应变传感器，测量内壁应变量然后转化为外壁所受的应力，从而得到应力锥的内界面所受压强。这种方法只能模拟测量单一外径的电缆，并不能调节金属管的尺寸用于模拟其他外径的电缆。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置，能够模拟测量外径不同的电缆。

其技术方案如下：

一种用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置，包括：用于模拟电缆的模拟体，所述模拟体设有内腔，所述内腔能够填充填充物、以改变所述模拟体的外径；测量组件，所述测量组件与所述模拟体连接，用于测量所述模拟体的外径或内径；压力检测元件，所述压力检测元件设置于所述模拟体上，用于获取所述模拟体外表面所受的压力；数据显示元件，所述测量组件及所述压力检测元件均与所述数据显示元件电性连接；填充源，所述填充源于所述模拟体连接，用于将填充物填充在所述内腔中。

上述的用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置中，模拟体用于安装在高压电缆接头的应力锥中；填充源于模拟体连接，用于将填充物填充在内腔中；测量组件可以通过直接测量模拟体的外径或通过测量模拟体的内径来间接获得模拟体的外径，并且测量元件可以将获得的模拟体的外径数据传输到数据显示元件上，方便工作人员获知模拟体的外径，使得工作人员能够准确地通过调整模拟体内腔中的填充物来改变模拟体的外径，使其与被模拟的电缆的外径一致；压力检测元件能够检测模拟体外表面所受的压力，从而获知电缆接头安装界面的压强。上述的用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置，能够通过改变模拟体的内腔中的填充物来改变模拟体的外径，模拟测量外径不同的电缆。

下面进一步对技术方案进行说明：

进一步地，所述测量组件包括设置于所述内腔的内壁上的第一激光测距传感器、及设置于所述内腔的内壁上的第一激光反射片，所述第一激光测距传感器与所述第一激光反射片相对设置，且所述第一激光测距传感器与所述数据显示元件电性连接。

进一步地，所述测量组件还包括设置于所述内腔的内壁上的第二激光测距传感器、及设置于所述内腔的内壁上的第二激光反射片，所述第二激光测距传感器与所述第一激光测距传感器沿所述模拟体的周向间隔设置，所述第二激光测距传感器与所述第二激光反射片相对设置，且所述第二激光测距传感器与所述数据显示元件电性连接。

进一步地，所述的用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置还包括无线传输元件，所述无线传输元件与所述测量组件电性连接，所述无线传输元件与所述数据显示元件无线连接。

进一步地，所述的用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置还包括薄膜式连接导线，所述压力检测元件设置于所述模拟体的外表面，所述薄膜式连接导线的一端与所述压力检测元件连接，所述薄膜式连接导线的另一端与所述数据显示元件电性连接。

进一步地，所述压力检测元件为至少两个，至少两个所述压力检测元件沿所述模拟体的轴向间隔设置。

进一步地，所述的用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置还包括充气源，所述充气源与所述模拟体连接，用于将填充气体填充在所述内腔中。

本技术方案还提供了一种模拟测量电缆接头安装界面所受压强的方法，包括如下步骤：

将模拟体放入到应力锥中；

向模拟体的内腔中填充填充物、以使所述模拟体的外径与被模拟的电缆的外径一致；

通过数据显示元件读取所述模拟体受到的压力值。

进一步地，在向模拟体的内腔中填充填充物、以使所述模拟体的外径与被模拟的电缆的外径一致的步骤中，包括：

通过观测数据显示元件显示的模拟体的外径值判断模拟体的外径与被模拟的电缆的外径的差值，向所述模拟体的内腔中填充或释放充气体，使得所述差值近似于0。

进一步地，在使所述模拟体的外径与被模拟的电缆的外径一致后，等待一段预设时间，再通过数据显示元件读取所述模拟体受到的压力值。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所述的用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例所述的模拟体的内部侧视结构示意图；

图3为本实用新型一实施例所述的模拟测量电缆接头安装界面所受压强的方法的流程结构示意图。

附图标记说明：

100、模拟体，110、内腔，200、压力检测元件，210、薄膜式连接导线， 310、第一激光测距传感器，320、第一激光反射片，330、第二激光测距传感器， 340、第二激光反射片，400、无线传输元件，500、单片机系统，510、无线接收元件，520、信号放大器，530、AD转换器，540、中央处理器，550、数据显示元件，600、充气源。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1-2所示，一实施例所述的一种用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置，包括：用于模拟电缆的模拟体100，模拟体100设有内腔110，内腔110能够填充填充物、以改变模拟体100的外径；测量组件，测量组件与模拟体100连接，用于测量模拟体100的外径或内径；压力检测元件200，压力检测元件200设置于模拟体100上，用于获取模拟体100外表面所受的压力；及数据显示元件550，测量组件及压力检测元件200均与数据显示元件550电性连接。

上述的用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置中，模拟体100用于安装在高压电缆接头的应力锥中，测量组件可以通过直接测量模拟体100的外径或通过测量模拟体100的内径来间接获得模拟体100的外径，并且测量元件可以将获得的模拟体100的外径数据传输到数据显示元件550上，方便工作人员获知模拟体100的外径，使得工作人员能够准确地通过调整模拟体100内腔110中的填充物来改变模拟体100的外径，使其与被模拟的电缆的外径一致。压力检测元件200能够通过检测模拟体100外面所受的压力获取检测模拟体100 外表面所受的压力，并将模拟体100的外表面所受的压力值传递到数据显示元件550上，方便工作人员获知模拟体100的外表面所受的压力值，从而获知电缆接头安装所受界面的压强。上述的用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置，能够通过改变模拟100体的内腔110中的填充物来改变模拟体100的外径，模拟测量外径不同的电缆。

需要说明的是，以上所述的模拟体100具有伸缩性，可选择弹性橡胶等材料制备，当在模拟体100的内腔110中填充填充体后，模拟体100的横截面会展开呈圆环状，使得模拟体100的外形轮廓与电缆的外形轮廓一致。

数据显示元件550可以是单片机系统500或计算机系统等数据处理系统的一部分。数据处理系统包括数据处理模块、及与数据处理模块电性连接的数据显示元件550，测量组件及压力检测元件200均与数据处理模块电性连接。数据处理模块可以将压力检测元件200及测量组件获得的数据进行处理，然后显示在数据显示元件550上。可选地，数据显示元件550可以是显示屏。

具体到本实施例中，数据显示元件550为单片机系统500的一部分，单片机系统500包括依次电性连接的信号放大器520、AD转换器530、中央处理器 540及数据显示元件550；其中，信号放大器520、AD转换器530、中央处理器 540均属于数据处理模块。

在其中一个实施例中，测量组件包括设置于内腔110的内壁上的第一激光测距传感器310、及设置于内腔110的内壁上的第一激光反射片320，第一激光测距传感器310与第一激光反射片320相对设置，且第一激光测距传感器310 与数据显示元件550电性连接。第一激光测距传感器310会向第一激光反射片 320发射激光，并接收自第一激光反射片320反射回来的激光，从而获知模拟体 100的内径，然后再将模拟体100的内径数据发送给单片机系统500，经过中央处理器540计算后转换成模拟体100的外径。

需要说明的是，模拟体100的壁厚是预知的，即使模拟体100的外径变化后模拟体100的壁厚会发生微小变化，但其变化量也在规定的误差内。因此，只需要将测得的模拟体100的内径值加上模拟体100的壁厚值即可计算出模拟体100的外径。

进一步地，测量组件还包括设置于内腔110的内壁上的第二激光测距传感器330、及设置于内腔110的内壁上的第二激光反射片340，第二激光测距传感器330与第一激光测距传感器310沿模拟体100的周向间隔设置，第二激光测距传感器330与第二激光反射片340相对设置，且第二激光测距传感器330与数据显示元件550电性连接。第二激光测距传感器330会向第二激光反射片340 发射激光，并接收自第二激光反射片340反射回来的激光，从而获知模拟体100 的内径，然后再将模拟体100的内径数据发送给单片机系统500，经过中央处理器540计算后转换成模拟体100的外径。

具体地，第一激光测距传感器310及第二激光测距传感器330设置在模拟体100的同一横截面上，在该横截面中，第一激光测距传感器310与该横截面的中点形成的直线与第二激光测距传感器330与该横截面的中点形成的直线之间的夹角为90°。通过第一激光测距传感器310及第二激光测距传感器330，可以测量模拟体100两个方向上的内径值，通过计算这两个内径值的平均值，使用该平均值再计算出模拟体100的外径，可以有效地提高测量精度。

在其中一个实施例中，用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置，还包括无线传输元件400，无线传输元件400与测量组件电性连接，无线传输元件400与数据显示元件550无线连接。如此，无需在数据显示元件550及测量组件之间连接导线，即可实现数据的无线传输，安装方便。

具体到本实施例中，无线传输元件400与第一激光测距传感器310及第二激光测距传感器330连接，且无线传输元件400与无线接收元件510无线连接，无线接收元件510是单片机系统500的一部分，无线接收元件510可以将数据传递给单片机系统500中的数据处理模块，经过处理后再在数据显示元件550 上显示。

进一步地，无线传输元件400设置在内腔110中，由于在本实施例中，第一激光测距传感器310及第二激光测距传感器330均设置在模拟体100的内腔 110中，通过使用无线传输元件400通过无线传输的方式将数据传递给单片机系统500，避免在第一激光测距传感器310与单片机系统500之间及第二激光测距传感器330与单片机系统500之间连接导线，安装方便。

可选地，无线传输元件400及无线接收元件510之间可以采用蓝牙或WIFI 等无线传输的模式进行数据传输。

在其中一个实施例中，用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置还包括薄膜式连接导线210，压力检测元件200设置于模拟体100的外表面，薄膜式连接导线210的一端与压力检测元件200连接，薄膜式连接导线210的另一端与数据显示元件550电性连接。由于模拟体100需要放置在电缆接头的应力锥中，应力锥的内表面需要与模拟体100的外表面接触，且压力检测元件200 设置在模拟体100的外表面上，通过使用薄膜式连接导线210连接压力检测元件200和数据显示元件550，由于薄膜式连接导线210具有面积大且薄的特性，其对模拟体100所受压力的影响较小。

进一步地，压力检测元件200为薄膜式压阻式压力传感器。由于薄膜式压阻式压力传感器具有面积大且薄的特性，其对模拟体100所受压力的影响较小。

在其中一个实施例中，压力检测元件200为至少两个，至少两个压力检测元件200沿模拟体100的轴向间隔设置。通过在模拟体100的轴向间隔设置至少两个压力检测元件200，可以测量模拟体100轴向上各部分的压力，然后通过计算各部分的压力的平均值，能够有效地提高测量精度。

具体地，当至少两个压力检测元件200将各自的检测值传递给单片机系统 500后，中央处理器540可以按照预定的程序计算出所有压力检测元件200检测出来的压力值的平均值，然后再在数据显示元件550上显示。

进一步地，压力检测元件200包括第一压力检测元件及第二压力检测元件，第一压力检测元件与第二压力检测元件分别设置在模拟体100相对的两侧。

具体到本实施例中，模拟体100的上下两侧均设置有压力检测元件200，且压力检测元件200一共10个，其中5个间隔分布在模拟体100的上侧，另5个间隔分布在模拟体100的下侧。通过使用10个压力检测元件200检测模拟体100 上各个部分所受的压力，并计算出这些压力的平均值，能够尽可能地减少误差，提高精度。

在其中一个实施例中，用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置还包括填充源，充气源与模拟体连接，用于将填充物填充在内腔110中。

在其中一个实施例中，填充源为充气源600，充气源600与模拟体100连接，用于将填充气体填充在内腔110中。充气源600可以将气体冲入内腔110冲，改变模拟体100的外径，操作方便。可选地，充气源600为风机或充气机等。

需要说明的是，在需要调小模拟体100的外径时，可以释放内腔110中的气体。

在另一个实施例中，填充源为充液源，充液源与模拟体100连接，用于将填充液体填充在内腔110中。可选地，充液源可以是水泵或抽水机等。

如图1-3所示，一实施例还涉及一种应用上述用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置的模拟测量电缆接头安装界面所受压强的方法，包括如下步骤：

S00，将模拟体100放入到应力锥中。

具体地，事先通过充气源600在模拟体100的内腔110中冲入一定量的气体、并打开单片机系统，检查第一激光测距传感器310及第二激光测距传感器 330的数据是否能够有效地被测出，检查合格后，将模拟体100放进应力锥中。其中，在将模拟体100放入应力锥前，应保证模拟体100的外径小于应力锥的内径，且将模拟体100放入应力锥后，应保证模拟体100两端露出同样的长度，保证模拟体100受力的均匀性。

S200，向模拟体100的内腔110中填充填充物、以使模拟体100的外径与被模拟的电缆的外径一致。

具体地，通过观测数据显示元件550显示的模拟体100的外径值判断模拟体100的外径与被模拟的电缆的外径的差值，向模拟体100的内腔110中填充或释放充气体，使得差值近似于0。当数据显示元件550显示的模拟体100的外径值与被模拟的电缆的外径一致时，停止充气。

需要说明的是，所述差值近似于0指的是模拟体100的外径与被模拟的电缆的外径的差值可以存在一定误差，其误差可以在正负2cm内。例如，数据显示元件550显示的模拟体100的外径值与被模拟的电缆的外径的差值可以为0， 1cm，-1cm,2cm或-2cm。

S300，通过数据显示元件550读取模拟体100受到的压力值。

具体地，在使模拟体100的外径与被模拟的电缆的外径一致后，等待一段预设时间，再通过数据显示元件550读取模拟体100受到的压力值。该预设时间可以使1分钟。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置，其特征在于，包括：

用于模拟电缆的模拟体，所述模拟体设有内腔，所述内腔能够填充填充物、以改变所述模拟体的外径；

测量组件，所述测量组件与所述模拟体连接，用于测量所述模拟体的外径或内径；

压力检测元件，所述压力检测元件设置于所述模拟体上，用于获取所述模拟体外表面所受的压力；

数据显示元件，所述测量组件及所述压力检测元件均与所述数据显示元件电性连接；及

填充源，所述填充源于所述模拟体连接，用于将填充物填充在所述内腔中。

2.根据权利要求1所述的用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置，其特征在于，所述测量组件包括设置于所述内腔的内壁上的第一激光测距传感器、及设置于所述内腔的内壁上的第一激光反射片，所述第一激光测距传感器与所述第一激光反射片相对设置，且所述第一激光测距传感器与所述数据显示元件电性连接。

3.根据权利要求2所述的用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置，其特征在于，所述测量组件还包括设置于所述内腔的内壁上的第二激光测距传感器、及设置于所述内腔的内壁上的第二激光反射片，所述第二激光测距传感器与所述第一激光测距传感器沿所述模拟体的周向间隔设置，所述第二激光测距传感器与所述第二激光反射片相对设置，且所述第二激光测距传感器与所述数据显示元件电性连接。

4.根据权利要求1所述的用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置，其特征在于，还包括无线传输元件，所述无线传输元件与所述测量组件电性连接，所述无线传输元件与所述数据显示元件无线连接。

5.根据权利要求1所述的用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置，其特征在于，还包括薄膜式连接导线，所述压力检测元件设置于所述模拟体的外表面，所述薄膜式连接导线的一端与所述压力检测元件连接，所述薄膜式连接导线的另一端与所述数据显示元件电性连接。

6.根据权利要求1所述的用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置，其特征在于，所述压力检测元件为至少两个，至少两个所述压力检测元件沿所述模拟体的轴向间隔设置。

7.根据权利要求6所述的用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置，其特征在于，所述压力检测元件包括第一压力检测元件及第二压力检测元件，所述第一压力检测元件与所述第二压力检测元件分别设置在所述模拟体相对的两侧。

8.根据权利要求1所述的用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置，其特征在于，所述填充源为充气源，所述充气源与所述模拟体连接，用于将填充气体填充在所述内腔中。

9.根据权利要求1所述的用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置，其特征在于，所述填充源为充液源，所述充液源与所述模拟体连接，用于将填充液体填充在所述内腔中。

10.根据权利要求1所述的用于模拟测量电缆接头安装界面所受压强的装置，其特征在于，还包括数据处理模块，所述数据处理模块与所述数据显示元件电性连接，所述测量组件及所述压力检测元件均与数据处理模块电性连接。