高压电缆缓冲层材料阻水及烧蚀特性实验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种高压电缆缓冲层材料阻水及烧蚀特性实验装置，包括阻水测试单元、烧蚀试验单元、电压回路单元；阻水测试单元包括试验水箱；水箱上开设有试验孔；缓冲层材料缠绕在水平电极柱，垂直电极柱的一端与电压回路单元电性连接，另一端与波纹电极片电性连接固定，二维驱动模块带动垂直电极柱作二维运动；接地电极片一端接地，另一端与水平电极柱的一端电性连接，水平电极柱的另一端携带缓冲层通过密封件从试验孔伸入水箱中。本发明专利技术设计的高压电缆缓冲层材料阻水及烧蚀特性测试试验装置，可同时开展缓冲层材料阻水性能测试与烧蚀现象模拟，符合电缆进水受潮后缓冲层烧蚀过程。程。程。

【技术实现步骤摘要】
高压电缆缓冲层材料阻水及烧蚀特性实验装置及试验方法


[0001]本专利技术涉及输变电设备防灾减灾
，具体来说是一种高压电缆缓冲层材料阻水及烧蚀特性实验装置及试验方法。

技术介绍

[0002]城市化进程的加快，带来高压电缆入地量的增加，也加剧了潜在电力安全风险。缓冲层是高压电缆的重要组成部分，可有效保证铝护套与绝缘屏蔽的电气接触，改善电缆绝缘部分与铝护套之间的热膨胀率不匹配的问题。此外，缓冲层具备阻水能力，吸水后快速膨胀，填充与波纹铝护套的间隙，阻止水分纵向渗透。
[0003]目前缺乏专项标准对缓冲层材料进行规范，电缆厂家在采购时难以明确其质量要求，导致以次充好的现象时有发生，不同厂家间产品差异较大。近年来，国内电力运行企业屡次发现运行电缆缓冲层放电烧蚀现象，业界大致提出了电容电流集中引发烧蚀、电化学腐蚀引发烧蚀、缓冲层与铝护套放电引发烧蚀、金属护套环流引发烧蚀等原因。依据以上原因分析，抛开电缆结构因素影响，大量研究表明，缓冲层烧蚀处出现的白色粉末斑点与缓冲层中阻水粉存在密切联系，会造成缓冲层与金属护套间电阻增大，引发烧蚀。而阻水粉的含量与种类决定阻水性能，因此缓冲材料的阻水性与耐烧蚀性之间存在矛盾关系。但是目前这些研究大多以定性分析为主，带有主观色彩，未进行试验验证。
[0004]为了探索高压电缆缓冲层材料阻水性能与烧蚀现象之间的内在联系，本专利技术设计了一种高压电缆缓冲层材料阻水及烧蚀特性测试试验装置及方法，旨在尽可能真实的模拟电缆进水受潮时烧蚀的全过程，同时为评估市场上现有缓冲层材料阻水与耐烧蚀性能提供技术方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于针对现有技术中缺乏能够真实模拟电缆进水受潮时的烧蚀全过程的试验装置，提供一种高压电缆缓冲层材料阻水及烧蚀特性实验装置，能够同时对缓冲层进水测试及烧蚀特性进行试验。
[0006]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
[0007]高压电缆缓冲层材料阻水及烧蚀特性实验装置，包括阻水测试单元、烧蚀试验单元、电压回路单元；
[0008]所述阻水测试单元(1)包括试验水箱(11)；所述水箱(11)设置有进水口、排气口、排水口，所述进水口与恒压供水组件连接；所述水箱上还开设有试验孔；
[0009]所述烧蚀试验单元包括垂直电极柱(21)、波纹电极片(22)、接地电极片(23)、水平电极柱(24)、二维驱动模块；缓冲层材料缠绕在水平电极柱(24)，所述垂直电极柱(21)的一端与电压回路单元电性连接，另一端与波纹电极片电性连接固定，所述二维驱动模块带动垂直电极柱(21)作二维运动，使的波纹电极片(22)沿水平电极柱(24)的长度方向移动以及调节波纹电极片(22)与缓冲层的接触紧密度；所述接地电极片(23)一端接地，另一端与水
平电极柱(24)的一端电性连接，水平电极柱(24)的另一端携带缓冲层通过密封件从试验孔伸入水箱中。
[0010]高压电缆缓冲层材料阻水及烧蚀特性测试具体步骤如下：
[0011]步骤1、打开烧蚀试验箱(25)，取出水平电极柱(24)，将缓冲层材料试样带紧密绕包至水平电极柱(24)表面，绕包中心距为试样带宽度。绕包至试样厚度为2mm后捆扎固定；将水平电极柱(24)放回烧蚀试验箱(25)，并与接地电极片(23)螺纹固定好；
[0012]步骤2、将伸出烧蚀试样箱并绕包好试样带的水平电极柱(24)，连带烧蚀试样箱插入试验水箱的试样管(15)；打开试验水箱密封盖，在伸出试样管(15)的水平电极柱(24)处套上密封垫(16)，并用密封螺母密封；
[0013]步骤3、关闭试验水箱密封盖、出水阀门，打开进水阀门、出气阀门与水头箱，在5分钟内向试验水箱内注入温度为(20
±
10)℃去离子水，利用水位测试器在进水管中水柱高于水平电极柱(24)轴心1m时停止注水；注水时注意关闭出气阀门；达到试验预定时间后，打开出水阀门排出试验用水，测量缓冲材料中去离子水渗透距离；
[0014]步骤4、打开蜗轮减速机驱动按钮，抬高绝缘支撑座高度至波纹电极片(22)可灵活水平移动的位置后停止；打开电机驱动按钮，调节绝缘横杆带动垂直电极柱(21)运动，移动至绝缘材料干燥区域；打开蜗轮减速机驱动按钮，降低绝缘支撑座高度，带动垂直电极柱(21)下降至波纹电极片(22)与水平电极柱(24)的中心正对抵压；
[0015]步骤5、打开电压源，缓慢升高电压，当电压表显示达到试验预定幅值时停止升压，记录试验过程及参数变化；持续试验达到预定时间或出现明火、电流表数值激增时，关闭电源；
[0016]步骤6、重复步骤4，分别将波纹电极片(22)移动至受潮处、干湿交界处，依据步骤5开展试验，得到进水受潮情况下的不同区域缓冲层材料烧蚀特性。
[0017]进一步的，所述烧蚀试验单元包括烧蚀试验箱(25)，所述烧蚀试验箱(25)开设有水平试验槽，所述水平电极柱(24)位于试验槽内，所述试验槽一端通过密封件与试验孔连通。
[0018]进一步的，所述二维驱动模块包括水平驱动单元和垂直驱动单元；所述水平驱动单元与垂直驱动单元的输出端固定，所述垂直驱动单元的输出端作上下运动；所述水平驱动单元的输出端沿水平电极柱(24)的长度方向作水平往复运动；所述垂直电极柱(21)的上端与水平驱动单元的输出端固定。
[0019]进一步的，所述水平驱动单元包括电机(273)、齿轮(272)、横杆(274)；所述横杆(274)为绝缘材质；所述电机(273)的输出轴与齿轮(272)同心固定；所述横杆(274)的一端下表面设有与齿轮(271)啮合的齿条(272)，所述横杆(274)所述垂直电极柱(21)与横杆(274)垂直固定；所述齿轮(271)带动横杆(274)水平运动，带动垂直电极柱(21)水平运动。
[0020]进一步的，水平驱动单元还包括支撑件；所述支撑件上表面设置有滚珠(253)，所述横杆(274)搭在滚珠(253)上，与支撑件滚动配合。
[0021]进一步的，所述密封件包括试样管(15)、螺母；所述试样管(15)具有外螺纹，试样管(15)穿在试验孔内，试样管(15)通过两个螺母内外夹持固定在试验孔内；所述水平电极柱(24)携缓冲层穿过试样管(15)至实验水箱中。
[0022]进一步的，至少在试样管(15)位于试验水箱(11)内的管体上套设有密封垫(16)，
所述密封垫(16)位于螺母与水箱壁之间。
[0023]进一步的，所述恒压供水组件包括水头箱(121)、进水管(122)、水位探测器(124)；所述水头箱(121)的出水孔通过进水管(122)与实验水箱的进水口连通，在进水管(122)上安装有进水阀门(123)；所述水位探测器(124)安装在水头箱(121)内，用以探测进水管(122)的水位。
[0024]进一步的，所述电压回路单元包括电压表(31)、电流表(32)、熔断器(33)、升压变压器(34)、电压源(35)；所述电压源(35)串联熔断器(3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高压电缆缓冲层材料阻水及烧蚀特性实验装置，其特征在于，包括阻水测试单元、烧蚀试验单元、电压回路单元；所述阻水测试单元(1)包括试验水箱(11)；所述水箱(11)设置有进水口、排气口、排水口，所述进水口与恒压供水组件连接；所述水箱上还开设有试验孔；所述烧蚀试验单元包括垂直电极柱(21)、波纹电极片(22)、接地电极片(23)、水平电极柱(24)、二维驱动模块；缓冲层材料缠绕在水平电极柱(24)，所述垂直电极柱(21)的一端与电压回路单元电性连接，另一端与波纹电极片电性连接固定，所述二维驱动模块带动垂直电极柱(21)作二维运动，使的波纹电极片(22)沿水平电极柱(24)的长度方向移动以及调节波纹电极片(22)与缓冲层的接触紧密度；所述接地电极片(23)一端接地，另一端与水平电极柱(24)的一端电性连接，水平电极柱(24)的另一端携带缓冲层通过密封件从试验孔伸入水箱中；高压电缆缓冲层材料阻水及烧蚀特性测试具体步骤如下：步骤1、打开烧蚀试验箱(25)，取出水平电极柱(24)，将缓冲层材料试样带紧密绕包至水平电极柱(24)表面，绕包中心距为试样带宽度。绕包至试样厚度为2mm后捆扎固定；将水平电极柱(24)放回烧蚀试验箱(25)，并与接地电极片(23)螺纹固定好；步骤2、将伸出烧蚀试样箱并绕包好试样带的水平电极柱(24)，连带烧蚀试样箱插入试验水箱的试样管(15)；打开试验水箱密封盖，在伸出试样管(15)的水平电极柱(24)处套上密封垫(16)，并用密封螺母密封；步骤3、关闭试验水箱密封盖、出水阀门，打开进水阀门、出气阀门与水头箱，在5分钟内向试验水箱内注入温度为(20
±
10)℃去离子水，利用水位测试器在进水管中水柱高于水平电极柱(24)轴心1m时停止注水；注水时注意关闭出气阀门；达到试验预定时间后，打开出水阀门排出试验用水，测量缓冲材料中去离子水渗透距离；步骤4、打开蜗轮减速机驱动按钮，抬高绝缘支撑座高度至波纹电极片(22)可灵活水平移动的位置后停止；打开电机驱动按钮，调节绝缘横杆带动垂直电极柱(21)运动，移动至绝缘材料干燥区域；打开蜗轮减速机驱动按钮，降低绝缘支撑座高度，带动垂直电极柱(21)下降至波纹电极片(22)与水平电极柱(24)的中心正对抵压；步骤5、打开电压源，缓慢升高电压，当电压表显示达到试验预定幅值时停止升压，记录试验过程及参数变化；持续试验达到预定时间或出现明火、电流表数值激增时，关闭电源；步骤6、重复步骤4，分别将波纹电极片(22)移动至受潮处、干湿交界处，依据步骤5开展试验，得到进水受潮情况下的不同区域缓冲层材料烧蚀特性。2.根据权利要求1所述的高压电缆缓冲层材料阻水及烧蚀特性实验装置，其特征在于，所述烧蚀试验单元包括烧蚀试验箱(25)，所述烧蚀试验箱(25)开设有水平试验槽，所述水平电极柱(24)位于试验槽内...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙韬，张佳庆，康健，黄道友，严波，操松元，方登州，周章斌，关少卿，叶良鹏，尚峰举，过羿，刘睿，苏文，章彬彬，程宜风，李森林，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司中国电力科学研究院有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：