一種高壓電纜終端應力錐內界面壓力測量裝置的制作方法

本實用新型涉及壓力測量裝置技術領域，具體地說，是一種高壓電纜終端應力錐內界面壓力測量裝置。

背景技術：

根據往年高壓電纜系統運行故障統計，除去電纜本體遭第三方外力破壞以外，電纜附件發生故障的幾率超過70%。電纜附件包括電纜終端和接頭。由于電纜終端本身結構、制作、連接及運行條件的復雜性，極易發生故障，是電力系統安全運行的薄弱環節。高壓電纜終端一旦發生故障，將會造成大面積的停電事故，其直接或間接經濟損失很大。為避免電纜終端故障的發生，通過在電源屏蔽末端套上橡塑預制件等方法，可使電纜絕緣和屏蔽層的直徑得到擴大，形成應力錐，改善電纜終端的電場集中現象，從而增加電力輸配系統的安全性。

橡膠預制應力錐是高壓電纜終端的關鍵部件，橡膠預制應力錐和環氧樹脂套管、電纜絕緣之間應緊密接觸，并保持一定的界面壓力，界面壓力的大小和分布情況直接影響到電纜終端的電場分布，從而直接影響到電纜終端電氣性能。電纜終端擊穿電場強度隨界面壓力的增加而增加，當界面壓力到達一定程度后終端的擊穿強度達到飽和。在達到飽和以前，界面壓力越小的地方擊穿電場強度也越小，并且當界面壓力不均勻時，使得終端電場分布不均勻，出現電場集中現象，有些界面壓力小的端面可能會被電場擊穿。因此，橡膠預制應力錐的應力分布狀態對電纜終端的穩定性和可靠性是十分重要的。

電纜終端結構復雜，橡膠應力錐的內界面壓力除其本身的彈力外還有環氧樹脂套管、彈簧等其他作用力，因此較難分析；并且，目前環形彈力件的徑向力暫無合適測量裝置。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是提供一種高壓電纜終端應力錐內界面壓力測量裝置，可以實際測得電纜終端的橡膠應力錐的內界面壓力。

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種高壓電纜終端應力錐內界面壓力測量裝置，包括：圓筒、應變傳感器和壓力顯示表；所述圓筒為金屬材質的薄壁圓筒，其外徑與電纜絕緣外徑相同；所述應變傳感器置于所述圓筒內壁，沿其軸向設置多個，并與所述壓力顯示表連接。

進一步地，所述應變傳感器以所述圓筒的軸線為中心線對稱設置。

進一步地，所述壓力顯示表包括：前置放大器、模數轉換器、線性化器、標度變換器和顯示器；所述應變傳感器采集應變信號，并將應變信號轉換為電信號，電信號經過前置放大器進行放大處理，放大處理后的電信號經過模數轉換器轉換為數字信號，所述數字信號經線性化器和標度轉換器的非線性補償及標度變換后輸出至顯示器。

進一步地，所述圓筒材質為鋁。

進一步地，所述圓筒壁厚3~5mm。

進一步地，所述圓筒壁厚5mm。

進一步地，所述應變傳感器為應變片。

有益效果：

本實用新型所述界面壓力測試裝置，通過采用一個與絕緣外徑相同的金屬材質薄壁圓筒在內部粘貼應變傳感器，測量內壁應變量然后轉化為外壁的應力。通過薄壁圓筒替代絕緣，得到橡膠應力錐的內界面壓力，測試裝置操作便捷、測試精度高。

附圖說明

圖1是本實用新型高壓電纜終端應力錐內界面壓力測量裝置的結構示意圖；

圖2是本實用新型高壓電纜終端應力錐內界面壓力測量裝置使用狀態的結構示意圖。

圖中，1. 終端出線桿，2. 終端環氧樹脂套管，3. 圓筒，4. 橡膠應力錐，5. 終端固定法蘭，6. 彈簧壓緊裝置，7. 壓力顯示表，701. 前置放大器，702. 模數轉換器，703. 線性化器，704. 標度變換器，705. 顯示器，8. 保護尾管，9. 電纜金屬護套。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好地理解本實用新型并能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。

實施例一：

如圖1所示，一種高壓電纜終端應力錐內界面壓力測量裝置，包括：圓筒3、應變傳感器13和壓力顯示表7；所述圓筒3為金屬材質的薄壁圓筒，其外徑與電纜絕緣外徑相同；所述應變傳感器13置于所述圓筒3的內壁，沿其軸向設置多個，并與所述壓力顯示表7連接。

所述高壓電纜終端應力錐內界面壓力測量裝置的使用狀態如圖2所示，將其設置于需測量的高壓電纜終端內。

具體地組裝步驟如下：

第一步驟：確定橡膠應力錐4的安裝位置后，剝除電纜上部的外護套、金屬護套及緩沖阻水層露出電纜的外半導電屏蔽層，剝除電纜下部的外護套露出電纜的金屬護套；

第二步驟：確定電纜金屬套斷口位置后，根據橡膠應力錐4安裝位置和圓筒3長度，剝除電纜本體的交聯聚乙烯主絕緣部分，露出電纜導體線芯；

第三步驟：將設置有應變傳感器13的圓筒3套設于電纜導體線芯，傳感信號纜從圓筒3內部引出，其用于連接應變傳感器13和壓力顯示表7；

第四步驟：將擴徑后的橡膠應力錐套4套設于圓筒3外表面；

第五步驟：在圓筒3上端安裝終端出線桿1；

第六步驟：將終端固定法蘭5套設于橡膠應力錐4下端部，并在其上固定安裝彈簧壓緊裝置6；

第七步驟：將終端環氧樹脂套管2穿過終端出線桿1，并與終端固定法蘭5相連接；

第八步驟：將保護尾管8從電纜下部的金屬護套穿入，在保護尾管8上開孔，將傳感信號纜拉出，然后將保護尾管8固定安裝在終端固定法蘭5上；

第九步驟：將傳感信號纜與壓力顯示表7連接。

所述圓筒3使用金屬材質的薄壁圓筒，其外徑與電纜絕緣外徑相同，是為了獲得較大的變形量同時有具備較高的剛度，并可較準確地模擬絕緣的受力狀態。同時，因為橡膠應力錐4的組成除橡膠外還包括金屬件，所以在其軸向不同位置處界面壓力不同，因此，沿軸向分布多個應變傳感器13。多個應變傳感器13采集到圓筒3內壁的變形量，通過壓力顯示表7顯示出界面壓力。

實施例二：

實施例一的一可選實施方式中，所述應變傳感器13以所述圓筒3的軸線為中心線對稱設置。圓筒3的壁厚加工不均勻以及橡膠應力錐4環向界面壓力不同均可能造成測量不準確，通過將兩個對稱的應變傳感器13采集到的變形量取均值，可使測量數據更精確。

實施例三：

實施例一的一可選實施方式中，如圖2所示，所述壓力顯示表7包括：前置放大器701、模數轉換器702、線性化器703、標度變換器704和顯示器705；所述應變傳感器13采集壓力信號，并將壓力信號轉換為電信號，電信號經過前置放大器701進行放大處理，放大處理后的壓力信號經過模數轉換器702轉換為數字信號，所述數字信號經線性化器703和標度轉換器704的非線性補償及標度變換后輸出至顯示器705。因有多個應變傳感器13，所述顯示器705可設置多個顯示區。

更優地，所述應變傳感器13以所述圓筒3的軸線為中心線對稱設置。

實施例四：

實施例一的一可選實施方式中，所述圓筒3材質為鋁。通過大量實踐摸索，鋁作為圓筒3的材質，可較優地模擬絕緣的受力。

實施例五：

實施例一的一可選實施方式中，所述圓筒3壁厚3~5mm。

一定范圍內，圓筒3的壁厚越薄，其應變對內界面壓力越敏感，在壁厚3~5mm時，最敏感。同時，考慮制造的精度、成本等因素，壁厚5mm最優。

實施例六：

上述實施例一至五的一可選實施方式中，所述應變傳感器13為應變片。

以上所述實施例僅是為充分說明本實用新型而所舉的較佳的實施例，本實用新型的保護范圍不限于此。本技術領域的技術人員在本實用新型基礎上所作的等同替代或變換，均在本實用新型的保護范圍之內。本實用新型的保護范圍以權利要求書為準。