電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置的製作方法
2023-06-11 16:00:01 1
本實用新型涉及輸電線路安全領域，特別是涉及一種電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置。
背景技術：
現有的高壓輸電線路中多採用交聯聚乙烯護套電力電纜，當交聯聚乙烯電纜線路發生短路、絕緣老化或其他外力作用等原因造成擊穿故障後，常用的處理方法是：將故障段電纜切棄，並使用中間接線盒將切斷的電纜連接起來。對於中間接線盒的選擇，冷縮式中間接頭因其絕緣可靠、密封性好、安裝方便、安全可靠等諸多優點，成為最為理想的中間接頭。電纜冷縮中間接頭利用橡膠「彈性記憶」的特性，採用先進的擴張技術，將製造好的電纜終端膠件在彈性範圍內預先撐開，套入塑料支撐條；安裝時，只需抽去塑料支撐條，電纜終端橡膠件就會迅速收縮抱緊在電纜上。在實際應用時，電纜附件的護套管、分支套、密封管等全部是冷縮產品，確保了交聯聚乙烯電纜線路較好的密封性。
隨著冷縮中間接頭在交聯聚乙烯電纜線路，尤其在10kV交聯聚乙烯電纜線路中的廣泛應用，由於中間接頭冷縮管矽橡膠與交聯聚乙烯構成的絕緣界面發生放電而導致輸電線路故障的情況也頻繁發生，其中，冷縮管界面壓力不足是故障發生的主要原因之一。因此，對冷縮管界面壓力進行計算與測量成為預防這一故障發生的首要手段。
目前傳統的冷縮管界面壓力的測量裝置多使用鋁管貼應變片，來對冷縮中間接頭的界面壓力進行測量，但是，由於用於測量的鋁管模型與電纜的實際接頭結構不盡相同，導致測量結果誤差較大，無法起到預防配電網輸電線路故障的作用。
技術實現要素：
基於此，有必要針對現有的冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置的測量結果 誤差較大的技術問題，提供一種電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置。
一種電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置，包括：多個壓力傳感器、信號採集器和數據處理器；
所述壓力傳感器預埋於電纜冷縮中間接頭的冷縮管起始側的交聯聚乙烯絕緣表面，對應於冷縮管抽芯後矽橡膠與交聯聚乙烯界面的中間部位，且各個壓力傳感器之間等距離地設於同一圓周內，所述壓力傳感器的輸出端與所述信號採集器連接；其中，所述冷縮管冷縮於對應的電纜段接頭位置處；
所述信號採集器在電纜正常運行過程中實時讀取壓力傳感器產生的電信號，並將所述電信號傳輸至數據處理器；
所述數據處理器輸出電纜冷縮中間接頭的界面壓力值。
上述電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置，通過預埋於電纜冷縮中間接頭的冷縮管起始側的交聯聚乙烯絕緣表面且對應於冷縮管抽芯後矽橡膠與交聯聚乙烯界面的中間部位的壓力傳感器感應電纜冷縮中間接頭所受的界面壓力，並通過信號採集器在電纜正常運行過程中實時讀取上述壓力傳感器產生的電信號，再利用所述數據處理器輸出電纜冷縮中間接頭的界面壓力值。通過上述技術方案，本實用新型的電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置實現了對電纜冷縮中間接頭界面壓力的直接測量，避免了間接測量帶來的誤差，有效地提高了測量結果的準確性。
附圖說明
圖1為本實用新型的一個實施例的電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置的結構示意圖；
圖2為利用本實用新型的一個實施例的電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置分別對5個不同試品進行界面壓力測量得到的壓力-時間變化曲線圖。
具體實施方式
為了更進一步闡述本實用新型所採取的技術手段及取得的效果，下面結合附圖及較佳實施例，對本實用新型的技術方案，進行清楚和完整的描述。
如圖1所示，圖1為本實用新型的一個實施例的電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置的結構示意圖，包括：多個壓力傳感器100、信號採集器200和數據處理器300；
所述壓力傳感器100預埋於電纜冷縮中間接頭的冷縮管起始側的交聯聚乙烯絕緣表面，對應於冷縮管抽芯後矽橡膠與交聯聚乙烯界面的中間部位，且各個壓力傳感器100之間等距離地設於同一圓周內，所述壓力傳感器100的輸出端與所述信號採集器200連接；其中，所述冷縮管冷縮於對應的電纜段接頭位置處；
所述信號採集器200在電纜正常運行過程中實時讀取壓力傳感器100產生的電信號，並將所述電信號傳輸至數據處理器300；
所述數據處理器300輸出電纜冷縮中間接頭的界面壓力值。
上述電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置，通過預埋於電纜冷縮中間接頭的冷縮管起始側的交聯聚乙烯絕緣表面且對應於冷縮管抽芯後矽橡膠與交聯聚乙烯界面的中間部位的壓力傳感器100感應電纜冷縮中間接頭所受的界面壓力，並通過信號採集器200在電纜正常運行過程中實時讀取上述壓力傳感器100產生的電信號，再利用數據處理器300輸出電纜冷縮中間接頭的界面壓力值。通過上述技術方案，本實用新型的電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置實現了對電纜冷縮中間接頭界面壓力的直接測量，避免了間接測量帶來的誤差，有效地提高了測量結果的準確性。
在其中一個實施例中，本實用新型的電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置，所述數據處理器300為根據所述電信號和預設的電信號與壓力值之間的對應關係，計算得到電纜冷縮中間接頭的界面壓力值的處理器。
在其中一個實施例中，本實用新型的電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置，所述壓力傳感器100預埋於冷縮中間接頭的冷縮管的內應力錐和外應力錐之間的軸向位置處。
在其中一個實施例中，本實用新型的電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置，所述壓力傳感器100預埋於冷縮中間接頭的冷縮管的內應力錐和外應力錐之間的軸向中點位置處。
在上述實施例中，利用預埋於電纜冷縮中間接頭冷縮管的內應力錐和外應力錐之間的軸向中點位置處的壓力傳感器100直接感應電纜冷縮中間接頭所受的界面壓力，使得感應得到的電信號能夠更真實地反映電纜冷縮中間接頭所受的界面壓力；通過將壓力傳感器100預埋於電纜冷縮中間接頭冷縮管的內應力錐和外應力錐之間的軸向中點位置處，使壓力傳感器能夠均勻地感應電纜冷縮接頭所受的界面壓力，使得壓力傳感器感應的界面壓力更準確，有效地提高了測量結果的準確性。
在其中一個實施例中，本實用新型的電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置，所述冷縮管的內應力錐為冷縮管的半導體電極。
在其中一個實施例中，本實用新型的電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置，所述冷縮管的外應力錐為冷縮管的應力控制層。
在其中一個實施例中，本實用新型的電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置，所述壓力傳感器100為薄膜壓力傳感器。
在其中一個實施例中，本實用新型的電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置，所述壓力傳感器100為電阻式壓力傳感器。
在上述實施例中，通過採用電阻式壓力傳感器感應電纜冷縮中間接頭的界面壓力，信息採集器200在電纜正常運行過程中實時讀取電阻式壓力傳感器產生的電阻信號，並將所述電阻信號傳輸至數據處理器300；所述數據處理器300根據預設的電阻信號與壓力值之間的對應關係，計算得到電纜冷縮中間接頭的界面壓力值。
在其中一個實施例中，本實用新型的電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置，所述壓力傳感器100的厚度為0～0.5mm，傳感區域半徑為5～12mm，傳輸長度不小於100mm。
在實際應用中，可以根據所測量的電纜冷縮中間接頭的具體尺寸選擇不同參數的壓力傳感器，在同等條件下，壓力傳感器的厚度越薄，壓力傳感器感應到的電信號誤差越小，數據處理器測量得到的界面壓力值也就越精確，有效地提高了測量結果的準確性。
在其中一個實施例中，本實用新型的電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝 置，還包括：用於製作所述冷縮中間接頭的平臺。
在本實施例中，為了製作電纜冷縮中間接頭，首先應對用於製作中間接頭的2個電纜段進行預處理，即，按照中間接頭製作步驟，對電纜段一端進行剝切，露出線芯5cm用於兩段電纜的壓接，之後為了部署傳感器時能夠將傳感器平整放置，將外半導電層剝離30cm，露出絕緣，並用酒精紙擦拭乾淨。
之後再將相同尺寸的電纜段線芯對齊，使用壓接管壓接，並確保連接後的整段電纜無彎曲。為避免抽冷縮管芯繩使傳感區域偏移與折損，傳感器部署於冷縮起始側的交聯聚乙烯絕緣表面，對應於冷縮管抽芯後矽橡膠與交聯聚乙烯界面的中間部位。在本實施例中，每個接頭中共使用三個傳感器，三個傳感器相互等距離地位於同一圓周上，以減小電纜彎曲偏心而帶來的誤差。需要說明的是，壓力傳感器的數量可以根據電纜段的具體尺寸進行增減。
在利用本實用新型的電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置進行測量前，先要將電纜冷縮中間接頭的冷縮管冷縮於對應的電纜段接頭位置，且冷縮管冷縮起始位置壓在傳感器輸出側，並使兩個輸出端子能夠露出。之後將輸出端子與信號採集器相連，信號採集器將數據傳輸至電腦終端，完成界面壓力數據採集。為了保證能夠本實用新型的電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置測得穩定的界面壓力值，可以在電纜冷縮中間接頭安裝0小時、5小時、10小時後分別進行壓力數據採集，每組數據採集時，使用測試軟體以0.03次/s的頻率記錄10秒內的測量結果，以儘可能地消除隨機幹擾引起的誤差。
為了對比測量結果，可以利用本實用新型的電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置同時對多個電纜冷縮中間接頭界面壓力進行測量。
下面以5個冷縮管試品為例，為了消除偏心等可能帶來的誤差，每個接頭每個時間點測量的壓力取三個傳感器的平均值，最終得到5個不同試品的壓力-時間變化曲線如圖2所示。圖2為利用本實用新型的一個實施例的電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置分別對5個不同試品進行界面壓力測量得到的壓力-時間變化曲線圖。圖2的壓力-時間變化曲線中的縱坐標表示壓力軸Pressure(kg)，橫坐標代表時間軸Time(h)。
上述電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置，通過預埋於電纜冷縮中間接 頭的冷縮管起始側的交聯聚乙烯絕緣表面且對應於冷縮管抽芯後矽橡膠與交聯聚乙烯界面的中間部位的壓力傳感器感應電纜冷縮中間接頭所受的界面壓力，並通過信號採集器在電纜正常運行過程中實時讀取上述壓力傳感器產生的電信號，再利用所述數據處理器輸出電纜冷縮中間接頭的界面壓力值。通過上述技術方案，本實用新型的電纜冷縮中間接頭界面壓力的測量裝置實現了對電纜冷縮中間接頭界面壓力的直接測量，避免了間接測量帶來的誤差，有效地提高了測量結果的準確性。
以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。
以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護範圍。因此，本實用新型專利的保護範圍應以所附權利要求為準。