测量气体绝缘封闭开关用O形密封圈压缩永久变形的方法与流程

本发明涉及电气设备性能检测技术领域，尤其涉及一种测量气体绝缘封闭开关用o形密封圈压缩永久变形的方法。

背景技术：

气体绝缘封闭开关设备(英文名称：gasinsulatedswitchgear，简称：gis)是一种高压电气设备，其内部充有一定压力的六氟化硫气体作为绝缘介质，并通过法兰-硫化橡胶o形密封圈结构进行气体密封。对密封圈进行使用寿命预测时，一般采用相同材料的硫化橡胶，制成圆柱形的试样，依据通用硫化橡胶试样的标准，对试样进行长期的热氧加速老化实验，然后以压缩永久变形作为老化特征量，采用阿累尼乌斯图方法求出使用寿命。

现有技术在确定o形密封圈压缩永久变形时，无法直接以o形密封圈为试样进行测量。一般采用相同材料的硫化橡胶另制数个圆柱形的试样，依据通用硫化橡胶试样的标准，测量圆柱形的试样的初始高度，然后进行压缩和热老化实验，再测量试样的恢复后高度，计算压缩永久变形。因上述测量过程中，没有采用o形密封圈为试样，以圆柱形的试样替代o形密封圈时，试样在压缩和热老化过程中的变形不同。因此，通过测量圆柱形试样的压缩永久变形无法准确得出o形密封圈的压缩永久变形。

计算压缩永久变形，测量时，关键是准确测量o形密封圈试样变形前后的方向截径。所述方向截径为产生永久变形的o形密封圈的某一横截面的厚度，具体定义o形密封圈的方向截径：老化后o形密封圈截面轮廓如图1中的(a)所示。有给定方向p，作一条直线l⊥p于a，作直线l′∥l，使l′与截面轮廓只有1个交点a′。因为截面轮廓近似为轴对称形状，所以l′也是切线。定义l与l′之间的距离dk为p方向截径。

将试样自然放置状态下竖直方向记为方向p2，如图1中的(c)所示。p2方向截径dp2称为表观压缩方向截径。密封圈受压方向上的形变总是最大的，压缩永久变形现象也最严重，老化o形密封圈最短方向截径对应的方向是其真实受压缩方向p1，如图1中的(b)所示。p1方向截径dp1称为真实压缩方向截径。

因为o形密封圈是一个圆环，从该o形密封圈上截取的弧形试样，将该弧形试样自然地放置在水平面上，该弧形试样会依靠圆弧形状稳定地摆放，不容易产生晃动；现有技术测量所述弧形试样自然地放置在水平面上，其某一横截面上竖直方向p2的厚度dp2，即表观压缩方向截径，由于o形密封圈老化时可能发生扭转，导致真实压缩方向p1不是竖直方向p2，从而竖直方向p2只是表观上的压缩方向。而现有技术中测量的只是表观上压缩方向的方向截径，导致测量的压缩永久变形不准确。

产生永久变形后o形密封圈截面试样的截径测量不如圆柱形试样高度测量简单，体现在产生永久变形后o形密封圈的不规则形状以及摆放o形密封圈时试样产生倾斜，如图1所示。但是《gb/t5720-2008o形橡胶密封圈试验方法》和《gb/t2941-2006橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序》只给出了o形圈截径的测量方法，没有提及产生永久变形试样的测量方法。因此，针对气体绝缘封闭开关用o形密封圈的方向截径测量研究对准确测量压缩永久变形和寿命预测具有重要的意义。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的现有问题和不足，本发明提供了一种测量气体绝缘封闭开关用o形密封圈压缩永久变形的方法，该方法提高了o形密封圈在受压缩恢复后的厚度值的测量准确度。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

本发明提供了一种测量气体绝缘封闭开关用o形密封圈压缩永久变形的方法，包括以下步骤：

(1)在o形密封圈上截取待测试样；

(2)测量待测试样横截面受压缩前的截面直径d0；

(3)对所述待测试样施加压缩和热老化处理；

(4)测量待测试样受压缩恢复后的真实压缩方向截径dp1，所述真实压缩方向截径为受压缩恢复后的待测试样截面在受压缩方向上的厚度；

给定方向p，作一条直线l⊥p且l与待测试样截面只有一个交点，作另一条直线l′∥l，使l′与待测试样截面轮廓也只有1个交点，定义l与l′之间的距离dp为p方向截径；当dp的值最小时，所述方向p为待测试样的受压缩方向，dp1＝dp，得o形密封圈的压缩永久变形

其中，hs为测量待测试样截面直径的夹具中的限制器的高度。

优选地，用橡胶厚度计测量待测试样的截面直径和真实压缩方向截径。

优选地，步骤(4)测量待测试样的真实压缩方向截径dp1时的步骤包括：将压缩和热老化处理后的待测试样放置在橡胶厚度计的测试台上，施加压足，左右转动待测试样，以使待测试样在竖直方向上的厚度最薄，然后释放压足，至少2秒后读取橡胶厚度计上的数值，即为dp1。读取结果后立即抬起压足，压足与弧形待测试样分离，维持至少三秒，以使弧形待测试样恢复。

优选地，所述压足与弧形待测试样分离后，维持10秒，以使弧形待测试样恢复。

优选地，步骤(2)测量待测试样的真实压缩方向截径dp时的步骤包括：

(2.1)将待测试样放置在橡胶厚度计的测试台上，施加压足，左右转动待测试样，以使待测试样在竖直方向上的厚度最薄，然后释放压足，至少2秒后读取橡胶厚度计上的数值，即为dp1-1；

(2.2)左右转动待测试样或者上下翻转待测试样，以变换待测试样在橡胶厚度计的测试台上的摆放方向，施加压足，左右转动待测试样，以使待测试样在竖直方向上的厚度最薄，然后释放压足，至少2秒后读取橡胶厚度计上的数值，即为dp1-2；

(2.3)如此重复左右转动或上下翻转待测试样，变换待测试样在橡胶厚度计的测试台上的摆放方向n次，共得n个真实压缩方向截径的数值，dp1为所述n个真实压缩方向截径的数值的平均值，其中n为不小于2的自然数。

优选地，施加和释放压足m次，得m个真实压缩方向截径的数值，dp1为所述m个真实压缩方向截径的数值的平均值，其中m为不小于2的自然数。

优选地，待测试样在橡胶厚度计的测试台上的每种摆放方向施加和释放压足m次，得m×n个真实压缩方向截径的数值，dp1为所述m×n个真实压缩方向截径的数值的平均值，其中m为不小于2的自然数。

优选地，步骤(1)中在o形密封圈上截取的待测试样的个数为x，其中x为不小于2的自然数，截取的待测试样为弧形，弧形的弧长为10mm～70mm。

优选地，释放压足后，在3秒后读取橡胶厚度计上的数值。

优选地，截取的待测试样在所述o形密封圈上间隔的距离相等。

和现有技术相比，本发明具有以下有益效果和优点：

本发明所述的测量气体绝缘封闭开关用o形密封圈压缩永久变形的方法在测量过程中，对待测试样的真实压缩方向上的厚度值进行了测量，待测试样在受压恢复后的最小厚度值即为真实压缩方向截径，而现有技术只是测量o形密封圈的表观压缩方向截径，本发明所述方法得到的压缩永久变形准确性高，对o形密封圈的寿命预测具有重要意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为o形密封圈p方向截径，p1方向截径，p2方向截径的示意图；

图2为弧形的待测试样选取方式示意图；

图3为o形密封圈压缩和热老化装置示意图；

图4为o形密封圈弧形待测试样的示意图；

图5为弧形的待测试样在橡胶厚度计测量台上的4种摆放方向示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例和附图对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施不限于此。

实施例

本实施例提供了一种测量气体绝缘封闭开关用o形密封圈压缩永久变形的方法，包括如下步骤：

(1)如图2所示，在o形密封圈上等间隔截取3段相等长度的弧形待测试样，分别命名为a、b和c，其中a、b和c的弧长都为50mm；

参照图4，以a为例，a具有两端，一个端的截面记为a1，另一端的截面记为a2，分别用油漆笔记录。标记横截面am在弧形待测试样的接近中间位置；

(2)用橡胶厚度计测量待测试样a、b和c的截面受压缩前的截面直径分别记为d0-a，d0-b，d0-c；

(3)对a、b和c进行压缩和热老化处理，图3为o形密封圈压缩和热老化过程示意图，如图3所示，1为o形密封圈，2为金属压缩板，3为压缩限位块；

(4)测量待测试样a、b和c受压缩恢复后的真实压缩方向截径，分别记为dp1-a、dp1-b、dp1-c；

给定方向p，作一条直线l⊥p且l与待测试样截面只有一个交点，作另一条直线l′∥l，使l′与待测试样截面轮廓也只有1个交点，定义l与l′之间的距离dp为p方向截径；当dp的值最小时，所述方向p为待测试样的受压缩方向，dp1＝dp，得o形密封圈的压缩永久变形

其中，hs为测量待测试样截面直径的夹具中的限制器的高度。

具体dp1-a测量的步骤包括：

(4.1)在a的两端截面a1和a1上用白色油漆笔标记字母r，用以辅助说明摆放方向如图5所示，先将待测试样a放置在橡胶厚度计的测试台上，其摆放方向如图(5)中的(a)所示，截面a1朝向测试员，弧形所对的圆心位于截面am的左边，然后施加压足，左右转动待测试样，以使待测试样在竖直方向上的厚度最薄，然后释放压足，5秒后读取橡胶厚度计上的数值，即为真实压缩方向截径，在该摆放方向上施加和释放压足3次，共测得3个真实压缩方向截径数值，求取平均值，得dp1-a1；

(4.2)将a按照图(5)中的(a)放置在橡胶厚度计的测试台上，然后以竖直方向为轴将a转动180°，以使a2朝向测试员，弧形的圆心位于截面am的左边，如图5中的(b)，在该摆放方向上施加和释放压足3次，共测得3个真实压缩方向截径数值，求取平均值，得dp1-a2；

(4.3)将a按照图5中的(b)放置在橡胶厚度计的测试台上再向右转动180°，a2朝向测试员，弧形的圆心位于截面am的右边，其摆放方向如图5中的(c)，在该摆放方向上施加和释放压足3次，共测得3个真实压缩方向截径数值，求取平均值，得dp1-a3；

(4.4)将a按照图5中的(a)放置在橡胶厚度计的测试台上再向右转动180°，a1朝向测试员，弧形的圆心位于截面am的右边，其摆放方向如图5中的(d)，在该摆放方向上施加和释放压足3次，共测得3个真实压缩方向截径数值，求取平均值，得dp1-a4；

(4.5)求取dp1-a1、dp1-a2、dp1-a3和dp1-a4的平均值dp1-a，则a的压缩永久变形

其中，hs为测量待测试样截面直径的夹具中的限制器的高度。

同操作步骤测量b和c的真实压缩方向截径，得cb和cc，该o形密封圈的压缩永久变形为ca、cb和cc中的最大值。

上述实施例可以作为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他任何在未背离本发明精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。