XLPE样片热‑剪切应力老化试验装置的制作方法

本发明涉及电力系统技术领域，具体而言，涉及一种XLPE样片热-剪切应力老化试验装置。

背景技术：

目前，由于电缆线路的长度分布长，同一电缆线路上出现不同的敷设方式，而由于不同的敷设方式之间存在环境差异，导致电缆线路在两种不同敷设方式的过渡处的电缆段两端会出现受力不同、升温不同等，从而导致同一电缆线路上温度和受力分布不均，严重时将影响电缆线路的运行寿命和运行可靠性。特别是在一些特殊的敷设方式过渡处，如：一端为桥架，另一端为隧道的情况下，桥架上的电缆在外界车辆的作用下会随着桥架一起产生振动，但对于隧道中的电缆又基本保持不动，因此，在过渡段电缆的各结构层上会产生剪切应力的作用。但目前，还没有相关设备能对XLPE样片进行热-剪切应力联合作用的老化试验，使得电缆线路安装前，无法了解和分析温度和剪切应力作用在电缆的XLPE(交联聚乙烯)绝缘结构层上对材料老化特性的影响。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提出了一种XLPE样片热-剪切应力老化试验装置，旨在解决现有设备不能对XLPE样片进行热‐剪切应力联合作用的老化试验的问题。

一个方面，本发明提出了一种XLPE样片热-剪切应力老化试验装置，该老化试验装置包括：温箱、设置于所述温箱内的振动台、第一夹紧机构和第二夹紧机构；其中，所述振动台和所述第一夹紧机构均与所述温箱相连接，所述第二夹紧机构与所述振动台相连接；所述第一夹紧机构与待测XLPE样片的第一端相连接，所述第二夹紧机构与所述待测XLPE样片的第二端相连接，所述振动台用于对所述待测XLPE样片施加剪切应力。

进一步地，上述XLPE样片热-剪切应力老化试验装置中，所述第一夹紧机构包括：第一夹设体和第一支撑体；其中，所述第一支撑体与所述温箱的内壁位置可调地相连接；所述第一夹设体与所述第一支撑体相连接，所述第一夹设体用于与所述待测XLPE样片的第一端相连接。

进一步地，上述XLPE样片热-剪切应力老化试验装置中，所述第一支撑体包括：第一连接板和多个调节杆；其中，每个所述调节杆的第一端均与所述第一连接板位置可调地相连接，每个所述调节杆的第二端均与所述温箱的内壁相连接；所述第一夹设体与所述第一连接板相连接。

进一步地，上述XLPE样片热-剪切应力老化试验装置中，每个所述调节杆的第一端均与所述第一连接板螺纹连接。

进一步地，上述XLPE样片热-剪切应力老化试验装置中，所述第二夹紧机构包括：第二夹设体和第二支撑体；其中，所述第二支撑体与所述振动台相连接；所述第二夹设体与所述第二支撑体相连接，所述第二夹设体用于与所述待测XLPE样片的第二端相连接。

进一步地，上述XLPE样片热-剪切应力老化试验装置中，所述第二支撑体包括：第二连接板；其中，所述第二夹设体与所述第二连接板相连接，并且，所述第二夹设体与所述第一夹设体位置相对应。

进一步地，上述XLPE样片热-剪切应力老化试验装置中，所述第一夹设体为多个，并且，每个所述第一连接板上连接有至少一个第一夹设体；所述第二夹设体为多个，并且，每个所述第二连接板上连接有至少一个第二夹设体；各所述第一夹设体与各所述第二夹设体一一对应地设置。

进一步地，上述XLPE样片热-剪切应力老化试验装置中，所述第一支撑体还包括：多个长条状的第一连接体；其中，各所述第一连接体沿所述温箱的高度方向并列分布且均与所述第一连接板相连接；每个所述第一连接体连接有至少一个第一夹设体；所述第二支撑体还包括：多个长条状的第二连接体；其中，各所述第二连接体沿所述振动台的高度方向并列设置且均与所述第二连接板相连接；每个所述第二连接体连接有至少一个第二夹设体。

进一步地，上述XLPE样片热-剪切应力老化试验装置中，还包括：第三支撑体；其中，所述振动台通过所述第三支撑体与所述温箱的底壁相连接。

进一步地，上述XLPE样片热-剪切应力老化试验装置中，所述第一夹紧机构和所述第二夹紧机构均至少为两套，且各所述第一夹紧机构和各所述第二夹紧机构以所述振动台为中心呈圆周均匀分布。

本发明中，通过第一夹紧机构和第二夹紧机构分别夹持待测XLPE样片的两端，通过温箱和振动台分别对待测XLPE样片进行加热和施加剪切应力，对XLPE样片进行热‐剪切应力联合作用的老化试验，对XLPE样片的老化特性进行准确测评，进而根据XLPE样片的老化特性对处于振动等特殊环境的电缆采取必要的防护措施及应力释放措施，降低了电缆线路的故障率，保证了电缆线路的运行可靠性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的XLPE样片热-剪切应力老化试验装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的XLPE样片热-剪切应力老化试验装置中，第一连接板的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的XLPE样片热-剪切应力老化试验装置中，第二连接板的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的XLPE样片热-剪切应力老化试验装置中，待测XLPE样片的安装示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参见图1和图4，图中示出了本发明实施例提供的XLPE样片热-剪切应力老化试验装置的优选结构。如图所示，该老化试验装置包括：温箱1、设置于温箱1内的振动台2、第一夹紧机构3和第二夹紧机构4。

其中，振动台2和第一夹紧机构3均与温箱1相连接，第二夹紧机构4与振动台2相连接。具体地，振动台2可以置于温箱1的底部，也可以置于温箱1底部的上方；第一夹紧机构3可以靠近温箱1的侧壁设置，第二夹紧机构4可以设置在振动台2的台面上，第一夹紧机构3和第二夹紧机构4对应设置。

第一夹紧机构3与待测XLPE样片6的第一端(图1中所示的右端)相连接，第二夹紧机构4与待测XLPE样片6的第二端(图1中所示的左端)相连接，也就是说，待测XLPE样片6安装在第一夹紧机构3和第二夹紧机构4之间。温箱1的温度可调，以对待测XLPE样片6进行加热。振动台2用于对待测XLPE样片6施加剪切应力。需要说明的是，振动台2对待测XLPE样片6施加的振动参数，例如振动频率、振幅等，可以根据电缆线路运行的振动特征来确定，本实施例对其不做任何限定。

测试时，将待测XLPE样片6夹设于第一夹紧机构3和第二夹紧机构4之间，确保待测XLPE样片6在第一夹紧机构3和第二夹紧机构4之间的部分保持平直、不弯曲、不倾斜且不受拉伸力；开启振动台2，调整振动频率和振幅，使得待测XLPE样片6在一定振动频率和振幅条件下不从第一夹紧机构3和第二夹紧机构4上脱落，且不产生扭转应力。调整好待测XLPE样片6的位置后，开启温箱1进行预热并加热至待测XLPE样片6的老化试验的预设温度，待温箱1内温度分布均匀后，开启振动台2，进行XLPE样片的温度-剪切应力联合老化试验。

本实施例中，通过第一夹紧机构和第二夹紧机构分别夹持待测XLPE样片的两端，通过温箱和振动台分别对待测XLPE样片进行加热和施加剪切应力，对XLPE样片进行热‐剪切应力联合作用的老化试验，对XLPE样片的老化特性进行准确测评，进而根据XLPE样片的老化特性来对处于振动等特殊环境的电缆采取必要的防护措施及应力释放措施，降低了电缆线路的故障率，保证了电缆线路的运行可靠性，解决了现有技术中由于不了解电缆绝缘材料受热-剪切作用而出现的绝缘老化及击穿故障造成安全隐患的问题。

继续参见图1和图4，上述实施例中，第一夹紧机构3可以包括：第一夹设体31和第一支撑体32。其中，第一夹设体31与第一支撑体32相连接，第一夹设体31用于与待测XLPE样片6的第一端相连接。具体地，第一夹设体31可以为本领域技术人员所熟知的夹具，以与XLPE样片6的第一端夹持连接，第一夹设体31的第一端(图1中所示的左端)与待测XLPE样片6的第一端相连接，第一夹设体31的第二端(图1中所示的右端)与第一支撑体32相连接，第一夹设体31的第二端与第一支撑体32连接的方式可以为螺纹连接。

第一支撑体32与温箱1的内壁位置可调地相连接。即：第一支撑体32与温箱1的内壁之间的距离可以调节。第一支撑体32可以为具有一定刚度的结构，还可以在第一支撑体31与温箱1内壁之间设置加强筋以使得第一支撑体32与温箱1内壁之间的连接更加紧固。

本实施例中，第一夹紧机构3通过第一夹设体31与XLPE样片6相夹接，便于XLPE样片6的安装和拆卸；另外，该结构比较简单，易于实现。

再参见图1和图2，上述各实施例中，第一支撑体32可以包括：第一连接板321和多个调节杆322。其中，每个调节杆322的第一端均与第一连接板321位置可调地相连接，每个调节杆322的第二端均与温箱1的内壁相连接。

具体地，调节杆322可以为螺杆，调节杆322的第一端(图1中所示的右端)与温箱1的内壁相连接，第一连接板321上开设有螺纹孔，调节杆322的第二端(图1中所示的左端)穿设于第一连接板321上的螺纹连接孔，并与螺栓相螺接。安装时，通过调节调节杆322在第一连接板321的穿设位置，进而调节第一连接板321与温箱1侧壁之间的距离。调节杆322可以为多个，第一连接板321通过多个调节杆322与温箱1的侧壁相连接。第一夹设体31的第二端与连接板321相连接，连接的方式可以为螺纹连接。

本实施例中，可以通过调整第一连接板321在调节杆322上的位置来调整第一连接板321与温箱1侧壁之间的距离，进而调节第一夹设体31与第二夹紧机构4之间的距离，以便对不同长度的XLPE样片6进行夹持。

上述实施例中，第二夹紧机构4可以包括：第二夹设体41和第二支撑体42。其中，第二夹设体41与第二支撑体42相连接，第二夹设体41用于与待测XLPE样片的第二端(图1中所示的左端)相连接。具体地，第二夹设体41可以为本领域技术人员所熟知的夹具，第二夹设体41的第一端(图1中所示的右端)与待测XLPE样片6的第二端相连接，第二夹设体41的第二端(图1中所示的左端)与第二支撑体42相连接，连接的方式可以为螺纹连接。可以看出，通过第一夹设体31和第二夹设体41将待测XLPE样片6紧固夹持以进行后续老化试验。

第二支撑体42与振动台2相连接。具体地，第二支撑体42可以设置在振动台2的台面上，并且，第二支撑体42可以为具有一定刚度的结构，还可以在第二支撑体42与振动台2之间设置加强筋以使得第二支撑体42与振动台2之间的连接更加紧固。

本实施例中，第二夹紧机构4通过第二夹设体41与XLPE样片6相夹接，便于XLPE样片6的安装和拆卸，另外，该结构也比较简单，易于实现。

上述各实施例中，第二支撑体42可以包括：第二连接板421。第二连接板421可以为钢板。第二夹设体41与第二连接板421相连接，并且，第二夹设体41与第一夹设体31位置相对应。具体地，第二夹设体41的第二端(图1中所示的左端)与第二连接板421相连接。

安装XLPE样片6时，通过调节杆322来调节第一夹设体31和第二夹设体41之间的距离，以使第一夹设体31和第二夹设体41相配合以夹持不同尺寸的待测XLPE样片。

可以看出，第二夹设体41与第一夹设体31对应设置可以保证待测XLPE样片6被夹持时，能够保持平直，且不会产生扭转力，能减小其他不相关因素对试验结果的影响。

参见图2至图4，上述实施例中，第一夹设体31和第二夹设体41均可以为多个，并且，每个第一连接板321上连接有至少一个第一夹设体31。

具体地，每个第一夹设体31可以通过螺栓与第一连接板321相连接，每个第二夹设体41可以通过螺栓与第二夹设体41相连接。各第一夹设体31与各第二夹设体41一一对应地设置，也就是说，第一夹设体31和第二夹设体41组对设置，每对中的第一夹设体31和第二夹设体41均可以夹持一个待测XLPE样片6，以便对多个待测XLPE样片6同时进行测试，提高测试效率。

参见图2和图3，上述实施例中，第一支撑体32还可以包括：多个长条状的第一连接体323。其中，各第一连接体323沿温箱1的高度方向(图1所示的上下方向)并列分布且均与第一连接板321相连接，每个第一连接体323连接有至少一个第一夹设体31。优选地，各第一连接体323平行设置。

具体实施时，每个第一连接体323可以沿温箱1的高度方向等间距设置，每个第一连接体323的两端均可以通过螺栓与第一连接板321相连接，第一夹设体31也可以通过螺栓与第一连接体323相连接。

第二支撑体42还可以包括：多个长条状的第二连接体422。其中，各第二连接体422沿振动台2的高度方向并列设置且均与第二连接板421相连接，每个第二连接体422连接有至少一个第二夹设体41。

具体实施时，每个第二连接体422可以沿振动台2的高度方向等间距设置，每个第二连接体422的两端可以通过螺栓与第二连接板421相连接。第二夹设体41也可以通过螺栓与第二连接板421相连接。

可以看出，本实施例可以对多个待测XLPE样片6同时进行试验，大大地提高了试验效率。

上述实施例中，还可以包括：第三支撑体5；其中，振动台2通过第三支撑体5与温箱1的底壁相连接，以使振动台2与温箱1的底壁之间保持一定距离，进而减小振动台2给温箱1造成的振动影响。

上述实施例中，第一夹紧机构3和第二夹紧机构4均至少为两套，且各第一夹紧机构3和各第二夹紧机构4以振动台2为中心呈圆周均匀分布。

具体地，多套第一夹紧机构3可以沿温箱1的侧壁均匀分布，多套第二夹紧机构4可以沿振动台2的台面周向均匀分布，由于每套第一夹紧机构3与每套第二夹紧机构4相互配合来夹持待测XLPE样片6，从而可以从实际电缆线路中取用多个XLPE样片6在温箱1内的不同位置处进行试验，减小由于不同的夹持位置振动情况不同而对试验结果造成的影响，使得试验结果更加接近实际情况。

综上所述，本实施例中的XLPE样片热-剪切应力老化试验装置对XLPE样片进行热‐剪切应力联合作用的老化试验，对XLPE样片的老化特性进行准确测评，进而根据XLPE样片的老化特性对处于振动等特殊环境的电缆采取必要的防护措施及应力释放措施，降低了电缆线路的故障率，保证了电缆线路的运行可靠性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。