一种XLPE绝缘样段的热-振动联合老化试验装置与方法制造方法及图纸

一种XLPE绝缘样段的热‐振动联合老化试验装置，其特征在于，所述装置包括：恒温老化箱和XLPE样段振动机构，所述XLPE样段振动机构设置在恒温老化箱内部，所述XLPE样段振动机构包括：振动台(1)、固定杆(2)、固定台面(3)和样段固定夹具(4)，所述振动台(1)内含电磁铁和变频器；利用该装置进行热-振动联合老化试验的方法包括如下步骤：步骤1：将XLPE绝缘样段取样加工并固定在固定台面(4)上；步骤2：振动台(1)通电，设定XLPE绝缘样段的热‐振动联合老化试验装置的试验温度、设定振动台(1)的振动频率和振幅、设定试验时间；步骤3：开始试验，并在试验结束后取出XLPE样段进行分析测试。

【技术实现步骤摘要】
一种XLPE绝缘样段的热-振动联合老化试验装置与方法
本专利技术涉及一种输变电技术绝缘材料的试验，具体涉及一种XLPE绝缘样段的热-振动联合老化试验装置与方法。
技术介绍
电力电缆线路作为重要的城市电力输送载体，电力电缆在城市电力系统中的应用数量逐年增多，在重要的城区的电缆线路成为了主要的输电通道，因此一旦电力电缆线路出现故障，将会对城市供电系统造成严重的后果，而电力电缆由于其自身结构及运行特点，出现运行故障的数量也时有发生。因此有必要分析电缆运行的特点及安全运行的影响因素，从而提高电力电缆的运行安全可靠性。电缆线路运行过程中除了承受电压和电流外还承受着运行环境的影响，电缆导体在电流作用下不但会产生热，还会产生电磁振动，而热和振动都将直接作用在电缆的XLPE绝缘上，同时外界环境的振动也会直接传递到电缆绝缘层上，而绝缘的运行健康状态参数对电缆线路的安全运行具有重要意义。电力电缆线路的振动特征主要包括自身电磁振动和环境振动两方面，其中电缆自运行过程中自身电流导致的电磁振动的频率为100Hz、200Hz、300Hz等，其中以100Hz振动频率下的振动幅值最大；外界环境作用在电缆上的振动的频率主要为30Hz以下。同时电缆的运行振动频率和幅值还与及敷设环境、布置方式等因素有关。XLPE电缆在正常运行条件下导体最高允许温度为90℃，短路条件下的导体最高允许温度为250℃。因此电缆运行过程中不但存在热还存在振动的影响，特别是电缆敷设在桥梁的特殊环境中是，振动的影响更为明显，分析得出导致XLPE电缆线路绝缘裂化甚至故障的重要原因是热和振动。国内桥梁中敷设的电缆的健康状况需要进行试验分析，同时由于XLPE绝缘裂化导致的电缆线路的故障数量不断增加。目前现有的XLPE老化试验都是以热老化为主，没有考虑到实际电缆线路运行过程中的热-振动联合作用下的老化加速作用，没有进行振动老化试验。因此，开展的热-振动联合老化试验时必要的。所施加的振动的特征应根据电缆线路的运行振动特征确定。
技术实现思路
本专利针对XLPE材料的特点、电缆结构特点、电缆线路的运行特点，设计了XLPE(交联聚乙烯)绝缘样段的老化试验的方法。并针对试验方法设计出了相应的试验装置。一种XLPE绝缘样段的热-振动联合老化试验装置，包括：恒温老化箱和XLPE样段振动机构，所述XLPE样段振动机构包括：振动台(1)、固定杆(2)、固定台面(3)和样段固定夹具(4)，所述振动台(1)内含电磁铁和变频器。进一步的，所述XLPE样段(5)通过样段固定夹具(4)固定在固定台面(3)上，可将多个XLPE样段同时放在固定台面上。进一步的，所述固定台面(3)和振动台(1)相互上下平行设置，其间用竖直设立的固定杆(2)支撑。进一步的，所述固定杆(2)通过螺母与所述固定台面(3)振动台(1)固定连接。进一步的，所述固定台面(3)上设置有样段固定夹具(4)。进一步的，所述样段固定夹具(4)包括一端为固定端，另一端为长度可调节的带状件。进一步的，所述固定台面(3)设有固定所述样段固定夹具(4)可调节端的压紧件。进一步的，所述压紧件由分别垂直和平行于所述固定台面(3)的螺纹固定件和与所述带状件轴向垂直的条形压紧件构成。进一步的，所述条形压紧件为不锈钢材质。一种XLPE绝缘样段热-振动联合老化的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将XLPE绝缘样段取样加工并固定在固定台面(4)上；步骤2：振动台(1)通电，设定XLPE绝缘样段的热‐振动联合老化试验装置的试验温度、设定振动台(1)的振动频率和振幅、设定试验时间；步骤3：开始试验，并在试验结束后取出XLPE样段进行分析测试。进一步的，所述步骤2的温度在90-150℃区间根据需要选择，试验过程温度保持恒定，温度波动不大于±2℃。。进一步的，所述步骤2，振动台(1)通电后带动固定杆(2)上下往复运动，使得振动可以均匀加载到电缆样段上。进一步的，所述步骤3，通过改变振动台(1)内部变频器的通电频率调整振动的频率相应的改变加载到电缆样段上的幅值，使得施加在XLPE样段上的振幅不大于±1mm，振动频率设定为100Hz或30Hz。进一步的，XLPE样段的结构尺寸应为长度200-300mm,去除电缆的外护套层、金属套层及绕包层等，只保留XLPE层和半导电层，必要时可去除导体。与最近的现有技术比，本专利技术提供的技术方案具有如下优异效果：(1)通过增加XLPE样段振动机构使得热-振动联合老化试验可以更接近实际电缆运行情况；(2)设置振动台使得样段均匀受振。附图说明图1是本专利技术一种XLPE绝缘样段的热-振动联合老化试验方法与试验装置的结构示意图；附图标记：1-振动台，2-固定杆，3-固定台面，4-样段固定夹具，5-XLPE样段具体实施例下面结合附图，对本专利技术做进一步详细的说明。本专利技术的目的在于通过进行热-振动联合老化试验进一步提高对电缆线路运行过程中的XLPE绝缘的老化情况分析，在恒温老化箱内安装一套XLPE样段振动机构，并在XLPE样段振动机构上安装XLPE样段，该方法通过对一定尺寸的XLPE样段同时施加热-振动联合老化等功能。本专利技术提供一种XLPE样段热-振动联合老化的试验方法，方法规定XLPE样段的进行热-振动老化试验的老化温度在90-150℃区间根据需要选择，试验过程温度保持恒定，温度波动不大于±2℃。，振动频率为100Hz或30Hz，振幅为不大于±1mm。热-振动联合老化的试验所制备的XLPE样段的结构尺寸应为长度200-300mm,去除电缆的外护套层、金属套层及绕包层等，只保留XLPE层和半导电层，必要时可去除导体。如图1所示，XLPE样段振动机构是由振动台1(内含电磁铁、变频器)、固定杆2、固定台面3、样段固定夹具4等组成，通过螺母将固定杆2固定于振动台1上，固定台面3安装在固定杆2上，在固定台面3上用样段固定夹具4讲XLPE样段5固定，可将多个XLPE样段放在固定台面上。固定台面上的电缆式样可以在振动台1的振作用下均匀振而并非某点受机械应力振动。振动台1通电后带动固定杆2上下往复运动，使得振动可以均匀加载到电缆样段上，通过改变振动台1内部变频器的通电频率可以调整振动的频率相应的改变加载到电缆样段上的幅值，使得施加在XLPE样段上的振动的幅值和频率满足XLPE样段热-振动老化试验方法要求。将XLPE样段振动机构整体放入恒温老化箱内，并保持老化箱的温度满足XLPE样段热-振动老化试验方法要求。最后应当说明的是：以上实施例仅用于说明本专利技术的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种XLPE绝缘样段的热‐振动联合老化试验装置，其特征在于，所述装置包括：恒温老化箱和XLPE样段振动机构，所述XLPE样段振动机构设置在恒温老化箱内部，所述XLPE样段振动机构包括：振动台(1)、固定杆(2)、固定台面(3)和样段固定夹具(4)，所述振动台(1)内含电磁铁和变频器。

【技术特征摘要】
1.一种XLPE绝缘样段的热‐振动联合老化试验装置，其特征在于，所述装置包括：恒温老化箱和XLPE样段振动机构，所述XLPE样段振动机构设置在恒温老化箱内部，所述XLPE样段振动机构包括：振动台(1)、固定杆(2)、固定台面(3)和样段固定夹具(4)，所述振动台(1)内含电磁铁和变频器。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述固定台面(3)和振动台(1)相互上下平行设置，其间用竖直设立的固定杆(2)支撑。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述固定台面(3)上设置有样段固定夹具(4)。4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述样段固定夹具(4)包括一端为固定端，另一端为长度可调节的带状件。5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述固定台面(3)设有固定所述样段固定夹具(4)可调节端的压紧件。6.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振鹏，赵健康，蒙绍新，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11