CN111913042A - 电缆缓冲层轴向电阻率测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电缆缓冲层轴向电阻率测试装置，它的第一电压测试电极、第二电压测试电极、第一电流测试电极、第二电流测试电极嵌入并固定在下绝缘压块中，第一电流测试电极位于第一电压测试电极的外侧，第二电流测试电极位于第二电压测试电极的外侧；电缆缓冲层试样位于上绝缘压块和下绝缘压块之间，第一电压测试电极、第二电压测试电极、第一电流测试电极、第二电流测试电极能与电缆缓冲层试样的半导电无纺布层接触，直流电源的一端通过电流表连接第一电流测试电极，直流电源的另一端连接第二电流测试电极，电压表的一端连接第一电压测试电极，电压表的另一端连接第二电压测试电极。本发明能够快速、准确测试电缆缓冲层轴向电阻率。
Description
技术领域
本发明涉及电工检测技术领域，具体地指一种电缆缓冲层轴向电阻率测试装置及测试方法。
背景技术
高压XLPE电缆在我国已经使用了三十多年，目前已基本实现国产化，每年有超过一万公里的高压电缆埋设于地下。最近十几年高压电缆在迁移、改接和本体故障解剖时，发现缓冲层和绝缘屏蔽表面大量出现“烧蚀”和“白斑”现象。分析故障原因与电缆缓冲层电阻变化相关。由于国家标准尚未对电缆缓冲层电阻率测量方法进行规定，使得工程中测量方法不统一，测量数据不准确。电缆缓冲层为半导电材料，常规的伏安法测电缆缓冲层电阻不区分电压与电流回路，其接触电阻引起的测量误差较大，不能反映真实的电缆缓冲层的电阻率。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种电缆缓冲层轴向电阻率测试装置及测试方法，本发明能够快速、准确测试电缆缓冲层轴向电阻率。
为实现此目的，本发明所设计的电缆缓冲层轴向电阻率测试装置，其特征在于：它包括上绝缘压块、下绝缘压块、第一电压测试电极、第二电压测试电极、第一电流测试电极、第二电流测试电极、电流表、电压表和直流电源，其中，第一电压测试电极、第二电压测试电极、第一电流测试电极、第二电流测试电极嵌入并固定在下绝缘压块中，第一电流测试电极位于第一电压测试电极的外侧，第二电流测试电极位于第二电压测试电极的外侧；
电缆缓冲层试样位于上绝缘压块和下绝缘压块之间，第一电压测试电极、第二电压测试电极、第一电流测试电极、第二电流测试电极能与电缆缓冲层试样的半导电无纺布层接触，直流电源的一端通过电流表连接第一电流测试电极，直流电源的另一端连接第二电流测试电极，电压表的一端连接第一电压测试电极，电压表的另一端连接第二电压测试电极。
本发明的有益效果：
本发明通过上绝缘压块、下绝缘压块、第一电压测试电极、第二电压测试电极、第一电流测试电极、第二电流测试电极将测试电压回路与电流回路分开，避免接触电阻引起的测试误差，快速、准确的测得电缆缓冲层轴向电阻率，且测试时对电缆缓冲层施加的压力可调，能得到更加接近电缆缓冲层使用状态的轴向电阻率参数。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为上绝缘压块的仰视结构示意图；
图3为下绝缘压块的俯视结构示意图；
图4为电缆缓冲层试样的示意图。
其中，1—上绝缘压块、2—下绝缘压块、3—第一电压测试电极、3.1—第一电压测试备用电极、4—第二电压测试电极、4.1—第二电压测试备用电极、5—第一电流测试电极、5.1—第一电流测试备用电极、6—第二电流测试电极、6.1—第二电流测试备用电极、7—绝缘施压块、8—固定杆、9—吊扣、10—导向柱、11—电流表、12—电压表、13—直流电源、14—压力测试模块、15—电缆缓冲层试样、16—蓬松棉层、17—阻水粉、18—半导电无纺布层。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
本发明所设计的电缆缓冲层轴向电阻率测试装置，如图1～4所示，它包括上绝缘压块1、下绝缘压块2、第一电压测试电极3、第二电压测试电极4、第一电流测试电极5、第二电流测试电极6、电流表11、电压表12和直流电源13，其中，第一电压测试电极3、第二电压测试电极4、第一电流测试电极5、第二电流测试电极6嵌入并固定在下绝缘压块2中，第一电流测试电极5位于第一电压测试电极3的外侧，第二电流测试电极6位于第二电压测试电极4的外侧；
电缆缓冲层试样15位于上绝缘压块1和下绝缘压块2之间，第一电压测试电极3、第二电压测试电极4、第一电流测试电极5、第二电流测试电极6能与电缆缓冲层试样15的半导电无纺布层18接触，直流电源13的一端通过电流表11连接第一电流测试电极5，直流电源13的另一端连接第二电流测试电极6，电压表12的一端连接第一电压测试电极3，电压表12的另一端连接第二电压测试电极4。
上述技术方案中，上绝缘压块1和下绝缘压块2均为圆柱体，电缆缓冲层试样15为电缆缓冲层圆片，典型直径为25mm。由蓬松棉层16、阻水粉17、半导电无纺布层18三层结构构成。
上述技术方案中，所述上绝缘压块1的顶端设置有绝缘施压块7。所述绝缘施压块7通过固定杆8与上绝缘压块1的顶端固定连接。绝缘施压块7可由多个子模块构成，每个子模块相互独立，可灵活安装和取出。典型地，每个子模块可施加压力为1公斤。
上述技术方案中，所述绝缘施压块7顶端固定有吊扣9。吊扣9用于测试时快速加载或移除上绝缘压块1和绝缘施压块7。
上述技术方案中，它还包括导向柱10，所述导向柱10穿过下绝缘压块2和上绝缘压块1，且上绝缘压块1能在导向柱10上上下滑动。该导向柱10有左右两个，两个导向柱10用于保证第一电压测试电极3、第二电压测试电极4、第一电流测试电极5、第二电流测试电极6快速准确的与电缆缓冲层试样15的对应测试区域接触。
上述技术方案中，所述下绝缘压块2与电缆缓冲层试样15之间设有压力测试模块14。压力测试模块14用于测量电缆缓冲层试样15承受的压力，可选用光纤传感器或压敏电阻薄片传感器等。
上述技术方案中，所述上绝缘压块1和下绝缘压块2均为圆柱体电极。
上述技术方案中，所述上绝缘压块1中嵌入并固定有第一电压测试备用电极3.1、第二电压测试备用电极4.1、第一电流测试备用电极5.1、第二电流测试备用电极6.1，所述第一电压测试备用电极3.1与第一电压测试电极3同轴，第二电压测试备用电极4.1与第二电压测试电极4同轴，第一电流测试电极5与第一电流测试备用电极5.1同轴，第二电流测试电极6与第二电流测试备用电极6.1同轴。当下绝缘压块2中的电极出现故障时，可以将上绝缘压块1与下绝缘压块2的位置对换，并按下绝缘压块2的接线方式进行第一电压测试备用电极3.1、第二电压测试备用电极4.1、第一电流测试备用电极5.1、第二电流测试备用电极6.1与电流表11、电压表12和直流电源13之间的接线。
一种利用上述装置进行电缆缓冲层轴向电阻率测试的方法，它包括如下步骤：
步骤1：将电缆缓冲层试样15置于上绝缘压块1和下绝缘压块2之间；
步骤2：绝缘施压块7通过上绝缘压块1向电缆缓冲层试样15施加预设压力，直流电源13、电流表11、第一电流测试电极5、电缆缓冲层试样15、第二电流测试电极6构成测试电流回路；
电压表12、第一电压测试电极3、电缆缓冲层试样15、第二电压测试电极4构成测试电压回路；
步骤3：通过直流电源13提供测试用电压，根据欧姆定律利用电压表12检测的电压U、电流表11检测的电流I和电极间的距离S得到电缆缓冲层试样15的轴向电阻R，从而得到电缆缓冲层试样15的轴向电阻率ρ。
本技术方案中的第一电流测试电极5、第一电压测试电极3、第二电压测试电极4及第二电流测试电极6在同一平面的同一水平线上，其间距S分别为S1、S2、S3、S4。
轴向电阻率ρ：
若S1＝S2＝S3＝S4＝S，则轴向电阻率ρ：
ρ＝2πSU/I
上述技术方案的步骤2中，上绝缘压块1在绝缘施压块7的压力作用下沿导向柱10向下滑动，从而对电缆缓冲层试样15施加预设压力。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种电缆缓冲层轴向电阻率测试装置，其特征在于：它包括上绝缘压块(1)、下绝缘压块(2)、第一电压测试电极(3)、第二电压测试电极(4)、第一电流测试电极(5)、第二电流测试电极(6)、电流表(11)、电压表(12)和直流电源(13)，其中，第一电压测试电极(3)、第二电压测试电极(4)、第一电流测试电极(5)、第二电流测试电极(6)嵌入并固定在下绝缘压块(2)中，第一电流测试电极(5)位于第一电压测试电极(3)的外侧，第二电流测试电极(6)位于第二电压测试电极(4)的外侧；
电缆缓冲层试样(15)位于上绝缘压块(1)和下绝缘压块(2)之间，第一电压测试电极(3)、第二电压测试电极(4)、第一电流测试电极(5)、第二电流测试电极(6)能与电缆缓冲层试样(15)的半导电无纺布层(18)接触，直流电源(13)的一端通过电流表(11)连接第一电流测试电极(5)，直流电源(13)的另一端连接第二电流测试电极(6)，电压表(12)的一端连接第一电压测试电极(3)，电压表(12)的另一端连接第二电压测试电极(4)。
2.根据权利要求1所述的电缆缓冲层轴向电阻率测试装置，其特征在于：所述上绝缘压块(1)的顶端设置有绝缘施压块(7)。
3.根据权利要求2所述的电缆缓冲层轴向电阻率测试装置，其特征在于：所述绝缘施压块(7)通过固定杆(8)与上绝缘压块(1)的顶端固定连接。
4.根据权利要求2或3所述的电缆缓冲层轴向电阻率测试装置，其特征在于：所述绝缘施压块(7)顶端固定有吊扣(9)。
5.根据权利要求1所述的电缆缓冲层轴向电阻率测试装置，其特征在于：它还包括导向柱(10)，所述导向柱(10)穿过下绝缘压块(2)和上绝缘压块(1)，且上绝缘压块(1)能在导向柱(10)上上下滑动。
6.根据权利要求1所述的电缆缓冲层轴向电阻率测试装置，其特征在于：所述下绝缘压块(2)与电缆缓冲层试样(15)之间设有压力测试模块(14)。
7.根据权利要求1所述的电缆缓冲层轴向电阻率测试装置，其特征在于：所述上绝缘压块(1)和下绝缘压块(2)均为圆柱体电极。
8.根据权利要求1所述的电缆缓冲层轴向电阻率测试装置，其特征在于：所述上绝缘压块(1)中嵌入并固定有第一电压测试备用电极(3.1)、第二电压测试备用电极(4.1)、第一电流测试备用电极(5.1)、第二电流测试备用电极(6.1)，所述第一电压测试备用电极(3.1)与第一电压测试电极(3)同轴，第二电压测试备用电极(4.1)与第二电压测试电极(4)同轴，第一电流测试电极(5)与第一电流测试备用电极(5.1)同轴，第二电流测试电极(6)与第二电流测试备用电极(6.1)同轴。
9.一种利用权利要求1所述装置进行电缆缓冲层轴向电阻率测试的方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：将电缆缓冲层试样(15)置于上绝缘压块(1)和下绝缘压块(2)之间；
步骤2：绝缘施压块(7)通过上绝缘压块(1)向电缆缓冲层试样(15)施加预设压力，直流电源(13)、电流表(11)、第一电流测试电极(5)、电缆缓冲层试样(15)、第二电流测试电极(6)构成测试电流回路；
电压表(12)、第一电压测试电极(3)、电缆缓冲层试样(15)、第二电压测试电极(4)构成测试电压回路；
步骤3：通过直流电源(13)提供测试用电压，根据欧姆定律利用电压表(12)检测的电压U、电流表(11)检测的电流I和电极间的距离S得到电缆缓冲层试样(15)的轴向电阻R，从而得到电缆缓冲层试样(15)的轴向电阻率ρ。
10.根据权利要求9所述的进行电缆缓冲层轴向电阻率测试的方法，其特征在于：所述步骤2中，上绝缘压块(1)在绝缘施压块(7)的压力作用下沿导向柱(10)向下滑动，从而对电缆缓冲层试样(15)施加预设压力。
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