一种高压电缆终端应力锥内界面压力测量装置的制作方法

本实用新型涉及压力测量装置技术领域，具体地说，是一种高压电缆终端应力锥内界面压力测量装置。

背景技术：

根据往年高压电缆系统运行故障统计，除去电缆本体遭第三方外力破坏以外，电缆附件发生故障的几率超过70%。电缆附件包括电缆终端和接头。由于电缆终端本身结构、制作、连接及运行条件的复杂性，极易发生故障，是电力系统安全运行的薄弱环节。高压电缆终端一旦发生故障，将会造成大面积的停电事故，其直接或间接经济损失很大。为避免电缆终端故障的发生，通过在电源屏蔽末端套上橡塑预制件等方法，可使电缆绝缘和屏蔽层的直径得到扩大，形成应力锥，改善电缆终端的电场集中现象，从而增加电力输配系统的安全性。

橡胶预制应力锥是高压电缆终端的关键部件，橡胶预制应力锥和环氧树脂套管、电缆绝缘之间应紧密接触，并保持一定的界面压力，界面压力的大小和分布情况直接影响到电缆终端的电场分布，从而直接影响到电缆终端电气性能。电缆终端击穿电场强度随界面压力的增加而增加，当界面压力到达一定程度后终端的击穿强度达到饱和。在达到饱和以前，界面压力越小的地方击穿电场强度也越小，并且当界面压力不均匀时，使得终端电场分布不均匀，出现电场集中现象，有些界面压力小的端面可能会被电场击穿。因此，橡胶预制应力锥的应力分布状态对电缆终端的稳定性和可靠性是十分重要的。

电缆终端结构复杂，橡胶应力锥的内界面压力除其本身的弹力外还有环氧树脂套管、弹簧等其他作用力，因此较难分析；并且，目前环形弹力件的径向力暂无合适测量装置。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种高压电缆终端应力锥内界面压力测量装置，可以实际测得电缆终端的橡胶应力锥的内界面压力。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高压电缆终端应力锥内界面压力测量装置，包括：圆筒、应变传感器和压力显示表；所述圆筒为金属材质的薄壁圆筒，其外径与电缆绝缘外径相同；所述应变传感器置于所述圆筒内壁，沿其轴向设置多个，并与所述压力显示表连接。

进一步地，所述应变传感器以所述圆筒的轴线为中心线对称设置。

进一步地，所述压力显示表包括：前置放大器、模数转换器、线性化器、标度变换器和显示器；所述应变传感器采集应变信号，并将应变信号转换为电信号，电信号经过前置放大器进行放大处理，放大处理后的电信号经过模数转换器转换为数字信号，所述数字信号经线性化器和标度转换器的非线性补偿及标度变换后输出至显示器。

进一步地，所述圆筒材质为铝。

进一步地，所述圆筒壁厚3~5mm。

进一步地，所述圆筒壁厚5mm。

进一步地，所述应变传感器为应变片。

有益效果：

本实用新型所述界面压力测试装置，通过采用一个与绝缘外径相同的金属材质薄壁圆筒在内部粘贴应变传感器，测量内壁应变量然后转化为外壁的应力。通过薄壁圆筒替代绝缘，得到橡胶应力锥的内界面压力，测试装置操作便捷、测试精度高。

附图说明

图1是本实用新型高压电缆终端应力锥内界面压力测量装置的结构示意图；

图2是本实用新型高压电缆终端应力锥内界面压力测量装置使用状态的结构示意图。

图中，1. 终端出线杆，2. 终端环氧树脂套管，3. 圆筒，4. 橡胶应力锥，5. 终端固定法兰，6. 弹簧压紧装置，7. 压力显示表，701. 前置放大器，702. 模数转换器，703. 线性化器，704. 标度变换器，705. 显示器，8. 保护尾管，9. 电缆金属护套。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

实施例一：

如图1所示，一种高压电缆终端应力锥内界面压力测量装置，包括：圆筒3、应变传感器13和压力显示表7；所述圆筒3为金属材质的薄壁圆筒，其外径与电缆绝缘外径相同；所述应变传感器13置于所述圆筒3的内壁，沿其轴向设置多个，并与所述压力显示表7连接。

所述高压电缆终端应力锥内界面压力测量装置的使用状态如图2所示，将其设置于需测量的高压电缆终端内。

具体地组装步骤如下：

第一步骤：确定橡胶应力锥4的安装位置后，剥除电缆上部的外护套、金属护套及缓冲阻水层露出电缆的外半导电屏蔽层，剥除电缆下部的外护套露出电缆的金属护套；

第二步骤：确定电缆金属套断口位置后，根据橡胶应力锥4安装位置和圆筒3长度，剥除电缆本体的交联聚乙烯主绝缘部分，露出电缆导体线芯；

第三步骤：将设置有应变传感器13的圆筒3套设于电缆导体线芯，传感信号缆从圆筒3内部引出，其用于连接应变传感器13和压力显示表7；

第四步骤：将扩径后的橡胶应力锥套4套设于圆筒3外表面；

第五步骤：在圆筒3上端安装终端出线杆1；

第六步骤：将终端固定法兰5套设于橡胶应力锥4下端部，并在其上固定安装弹簧压紧装置6；

第七步骤：将终端环氧树脂套管2穿过终端出线杆1，并与终端固定法兰5相连接；

第八步骤：将保护尾管8从电缆下部的金属护套穿入，在保护尾管8上开孔，将传感信号缆拉出，然后将保护尾管8固定安装在终端固定法兰5上；

第九步骤：将传感信号缆与压力显示表7连接。

所述圆筒3使用金属材质的薄壁圆筒，其外径与电缆绝缘外径相同，是为了获得较大的变形量同时有具备较高的刚度，并可较准确地模拟绝缘的受力状态。同时，因为橡胶应力锥4的组成除橡胶外还包括金属件，所以在其轴向不同位置处界面压力不同，因此，沿轴向分布多个应变传感器13。多个应变传感器13采集到圆筒3内壁的变形量，通过压力显示表7显示出界面压力。

实施例二：

实施例一的一可选实施方式中，所述应变传感器13以所述圆筒3的轴线为中心线对称设置。圆筒3的壁厚加工不均匀以及橡胶应力锥4环向界面压力不同均可能造成测量不准确，通过将两个对称的应变传感器13采集到的变形量取均值，可使测量数据更精确。

实施例三：

实施例一的一可选实施方式中，如图2所示，所述压力显示表7包括：前置放大器701、模数转换器702、线性化器703、标度变换器704和显示器705；所述应变传感器13采集压力信号，并将压力信号转换为电信号，电信号经过前置放大器701进行放大处理，放大处理后的压力信号经过模数转换器702转换为数字信号，所述数字信号经线性化器703和标度转换器704的非线性补偿及标度变换后输出至显示器705。因有多个应变传感器13，所述显示器705可设置多个显示区。

更优地，所述应变传感器13以所述圆筒3的轴线为中心线对称设置。

实施例四：

实施例一的一可选实施方式中，所述圆筒3材质为铝。通过大量实践摸索，铝作为圆筒3的材质，可较优地模拟绝缘的受力。

实施例五：

实施例一的一可选实施方式中，所述圆筒3壁厚3~5mm。

一定范围内，圆筒3的壁厚越薄，其应变对内界面压力越敏感，在壁厚3~5mm时，最敏感。同时，考虑制造的精度、成本等因素，壁厚5mm最优。

实施例六：

上述实施例一至五的一可选实施方式中，所述应变传感器13为应变片。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。