测试高压电缆缓冲层缓冲性能的装置和方法与流程

本发明涉及电缆制造领域，具体而言，涉及一种测试高压电缆缓冲层缓冲性能的装置和方法。

背景技术：

高压电缆缓冲层的缓冲性能在保障电缆安全可靠运行方面至关重要，起着保护高压电缆绝缘不受外力损伤的作用。电缆在运输、敷设和运行过程中不可避免地会出现弯曲的现象，这会使得皱纹铝护套向内挤压；同时随着外界温度变化与导体载流量的变化，电缆内部会出现热胀冷缩的现象，使得铝护套与绝缘之间存在一定压力。缓冲层的缓冲作用就是承受这些压力的同时发生微小形变，使得电缆绝缘不受损伤。一般认为在一定压力下，缓冲层发生形变越小，缓冲层的缓冲性能越好；缓冲层发生形变越大，缓冲性能越差。但目前，国内外电缆及其附件制造与测试标准中对缓冲层的缓冲性能都没有相关规定，也没有相应方法用于测试对比，这使得电缆及附件生产厂家无法明确缓冲层缓冲性能的制造要求，也使得电缆应用单位无法对缓冲层缓冲性能进行评定验收。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种测试高压电缆缓冲层缓冲性能的装置和方法，方法包括获取在所述测试设备中的托盘添加不同重量的砝码时，所述测试设备中的金属滑杆在所述第一支撑杆上移动后的多个刻度变化量；基于所述多个刻度变化量确定所述指定缓冲样本的多个形变参数；依据所述多个形变参数确定所述指定缓冲样本的缓冲性能等级。以至少解决相关技术中尚无对电缆的缓冲层的缓冲性能进行测试的方案的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种测试高压电缆缓冲层缓冲性能的装置，包括：底盘；底盘上设置有第一支撑杆，该第一支撑杆上设置有刻度信息；金属滑杆，一端设置于第一支撑杆上，金属滑杆的另一端设置有托盘，其中，金属滑杆设置在第一支撑杆的一端在第一支撑杆上是可滑动的；样本承载结构，设置于底盘上，用于承载待测缓冲样本，并与托盘的底部接触；其中，在所述托盘中放入砝码时，所述砝码带动所述托盘向所述金属滑杆施加外力，以使得金属滑杆沿所述第一支撑杆的刻度方向移动，并且托盘向下挤压样本承载机构中的待测缓冲样本。

可选地，样本承载结构包括：第一测试板和第二测试板；其中，第一测试板设置在托盘的下方；第二测试板固定于底盘上，并设置在第一测试板的下方，用于承载待测缓冲样本。

可选地，样本承载结构还包括：第二支撑杆，一端设置于底盘上，另一端与第二测试板的底部连接，用于固定第二测试板。

可选地，第二支撑杆的另一端连接于第二测试板的中心位置处。

可选地，第一测试板和第二测试板的尺寸和形状是相同的。

可选地，金属滑杆和样本承载结构的数量均为多个，且金属滑杆和样本承载结构的数量是一一对应的。

可选地，多个金属滑杆设置在所述第一支撑杆的不同刻度位置上，且多个金属滑杆与各自对应的托盘的连接方向是不同的。

根据本发明实施例的另一方面，提供了一种依据测试装置测量高压电缆缓冲层缓冲性能的方法，包括：获取在测试设备中的托盘添加不同重量的砝码时，测试设备中的金属滑杆在第一支撑杆上移动后的多个刻度变化量；基于多个刻度变化量确定指定缓冲样本的多个形变参数；依据多个形变参数确定指定缓冲样本的缓冲性能等级。

可选地，基于多个刻度变化量确定所述指定缓冲样本的多个形变参数之后，方法还包括：依据多个形变参数确定指定缓冲样本在添加不同重量的砝码时承受的第一压力值；依据多个第一压力值和形变参数生成用于表示所述指定缓冲样本的形变趋势的第一曲线函数；以及展示第一曲线函数对应的曲线。

可选地，依据所述多个形变参数确定所述指定缓冲样本的缓冲性能等级，包括：获取其他缓冲样本在不同重量的砝码添加至所述托盘时，其他缓冲样本的形变参数；依据其他缓冲样本的形变参数确定指定缓冲样本在添加不同重量的砝码时承受的第二压力值；依据多个第二压力值和形变参数生成用于表示其他缓冲样本的形变趋势的第二曲线函数；确定第一曲线函数和第二曲线函数中的线性无关变量，并基于与指定缓冲样本对应的线性无关变量的取值确定指定缓冲样本的缓冲性能等级。

在本发明实施例中，提供了一种用于测试缓冲层样本缓冲性能的装置和方法，获取在所述测试设备中的托盘添加不同重量的砝码时，所述测试设备中的金属滑杆在所述第一支撑杆上移动后的多个刻度变化量；基于所述多个刻度变化量确定所述指定缓冲样本的多个形变参数；依据所述多个形变参数确定所述指定缓冲样本的缓冲性能等级，进而解决了相关技术中尚无对电缆的缓冲层的缓冲性能进行测试的方案技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种测量待测缓冲样本缓冲性能的装置的示意图；

图2是根据本发明实施例的另一种可选的测量待测缓冲样本缓冲性能的装置的示意图；

图3是根据本发明实施例的一种可选的测量待测缓冲样本缓冲性能的方法的示意图；

图4是根据本发明实施例的厂家1缓冲层对应的拟合曲线的示意图；

图5是根据本发明实施例的厂家2缓冲层对应的拟合曲线的示意图；

图6是根据本发明实施例的厂家3缓冲层对应的拟合曲线的示意图；

图7是根据本发明实施例的厂家4缓冲层对应的拟合曲线的示意图；

图8是根据本发明实施例的厂家5缓冲层对应的拟合曲线的示意图；

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是根据本申请实施例的一种测试高压电缆缓冲层缓冲性能的装置结构图，如图一所示，一种测试高压电缆缓冲层性能的装置，包括：底盘1，用于支撑测试高压电缆缓冲层性能的装置；第一支撑杆2，设置在底盘1上，与底盘1垂直，同时，其还设置有刻度信息，方便测量金属滑杆3的移动距离；金属滑杆3，一端设置于所述第一支撑杆2上，所述金属滑杆3的另一端设置有托盘4，其中，所述金属滑杆3设置在所述第一支撑杆2的一端在所述第一支撑杆2上是可滑动的，其中，金属滑杆3的可滑动功能可以通过以下结构实现：金属滑杆3的一端设置有金属环结构9，第一支撑杆2穿过金属环结构9且与金属环结构9不直接接触，金属环结构9与第一支撑杆2之间的间隙应当足够小，金属滑杆3的另一端与托盘4连接，托盘4用于放置砝码。

其中，金属滑杆3与托盘4和金属环结构9的连接方式可以是焊接或者螺栓连接等可以确保紧固连接的连接方式。

其中，在托盘4中放入砝码时，砝码带动托盘4向金属滑杆3施加外力，以使得金属滑杆3沿第一支撑杆2的刻度方向，也就是与底座1垂直的方向移动，并且托盘4向下挤压样本承载机构(5，6)中的待测缓冲样本7；

样本承载结构(5，6)，设置于底盘1上，用于承载待测缓冲样本7，并与托盘4的底部接触。样本承载结构(5，6)包括：第一测试板5和第二测试板6；其中，第一测试板5设置在托盘4的下方；第二测试板6固定于底盘4上，并设置在第一测试板5的下方，用于承载待测缓冲样本7。

根据本发明实施例的另一个方面，所述装置还包括：

第二支撑杆8，一端设置于底盘1上，且与底盘1垂直，另一端与第二测试板6的底部连接，用于固定第二测试板6。第二支撑杆8的另一端连接于第二测试板6的中心位置处。第一测试板5和第二测试板6的尺寸和形状是相同的。

根据本发明实施例的另一个方面，所述装置还包括：金属滑杆3和样本承载结构(5，6)的数量均为多个，且金属滑杆3和样本承载结构(5，6)的数量是一一对应的。例如，如图2所示，在底盘1上除了设置有金属滑杆3，托盘4，样本承载结构(5，6)，第二支撑杆8，金属环结构9之外，还设置有金属滑杆3’，托盘4’，样本承载结构(5’，6’)，第二支撑杆8’，金属环结构9’。

可选地，多个金属滑杆3设置在第一支撑杆2的不同刻度位置上，且多个金属滑杆3与各自对应的托盘4的连接方向是不同的，连接方向指的是金属滑杆3与第一支撑杆2相连的一端到与托盘4相连的一端所指向的方向，且任意两个金属滑杆在底座上的投影所呈的夹角角度不等于0°

为便于理解上述实施例，以下结合一个具体实例描述上述缓冲样本的测试装置的工作流程：

1)测定天平托盘(托盘4)、动测试板(即第一测试板5)、金属滑杆3的整体质量m0(g)；

2)测定待测缓冲层(即待测缓冲层样本7)的初始厚度l0(mm)；

不加缓冲层，测定此时金属标杆处的刻度值t0；

在两个测试板之间加入待测缓冲层，测定此时金属标杆处的刻度值t1；

向天平托盘中放入砝码，逐渐增大砝码质量m1～mn-1(g)，依次测定不同砝码质量下的刻度值t2～tn(n＞5)；

测试结束后，移除托盘中的砝码，取出待测缓冲层样品本(待测缓冲层样本7)；

已知初始质量为m0，而初始形变量δt0＝l0-(t1-t0),则f0＝(m0×9.8)/1000(n)，δt1＝t1-t2，以此类推，fn-1＝(mn-1×9.8)/1000(n),δtn-1＝tn-1-tn。

根据本发明实施例，提供了一种测试高压电缆缓冲层缓冲性能的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图3是根据本发明实施例的测试高压电缆缓冲层缓冲性能的方法，如图3所示，该方法包括如下步骤：

步骤s102，获取在所述测试设备中的托盘添加不同重量的砝码时，所述测试设备中的金属滑杆在所述第一支撑杆上移动后的多个刻度变化量；刻度变化量用来表征待测样本的形变程度。

步骤s104，基于所述多个刻度变化量确定所述指定缓冲样本的多个形变参数，所述形变参数指的是待测缓冲样本的形变程度，具体而言，形变参数就是待测缓冲样本在沿垂直于底座方向上的压缩量，刻度变化量就是形变参数的变化量，也就是待测缓冲样本在沿垂直于底座方向上的压缩量的变化量。

如表1所示，是依据所述方法选取的5个不同厂家(厂家1-厂家5)的待测缓冲材料得到的不同材料形变程度与对应的压力，砝码以及天平托盘(托盘4)、动测试板(第一测试板5)、金属滑杆3、金属环结构9的整体质量的汇总表。

表1

依据缓冲性能好的材料在承受相同的压力时，形变量相对较小，结合汇总表，可以看出厂家5和厂家2的缓冲材料缓冲性能相对较好，厂家1的缓冲材料缓冲性能相对较差。

步骤s106，依据多个形变参数确定指定缓冲样本的缓冲性能等级。

确定缓冲样本缓冲性能等级的方法具体包括：

依据多个形变参数确定所述指定缓冲样本在添加不同重量的砝码时承受的第一压力值；

依据多个第一压力值和形变参数生成用于表示指定缓冲样本的形变趋势的第一曲线函数；以及展示第一曲线函数对应的曲线。

在本发明的另一种测试高压电缆缓冲层性能的方法中，包括如下步骤：

可选地，依据所述多个形变参数确定所述指定缓冲样本的缓冲性能等级，包括：获取其他缓冲样本在不同重量的砝码添加至所述托盘时，其他缓冲样本的形变参数；依据其他缓冲样本的形变参数确定指定缓冲样本在添加不同重量的砝码时承受的第二压力值；依据多个第二压力值和形变参数生成用于表示其他缓冲样本的形变趋势的第二曲线函数；确定第一曲线函数和第二曲线函数中的线性无关变量，并基于与指定缓冲样本对应的线性无关变量的取值确定所述指定缓冲样本的缓冲性能等级。所述的线型无关变量指的是拟合函数的参数，且这些参数仅与指定缓冲样本本身有关。

通过上述步骤，可以实现对高压电缆缓冲层缓冲性能的测定，同时也使得电缆生产方与使用方都可以简单易行地对缓冲层的缓冲性能进行测试对比。

依据所述方法，选取5个不同厂家(厂家1至厂家5)的待测材料，得到的拟合曲线图如图4-图8所示。这5个拟合曲线的函数均可写成f＝ae^bδt+c的格式，式中f表示待测材料所承受的压力，δt表示待测材料的形变量，a,b,c均为拟合函数的参数，均为常量。不同厂家的拟合函数的参数如下表：

对比a×b的值，结合上文所述汇总表的分析结果，可知a×b的值可以良好地反映缓冲层缓冲性能的优劣，因此在标准制定时可以选择合理的a×b来对缓冲层缓冲性能进行规定，也就是说设定一个a×b的阈值，只有大于该阈值的待测缓冲材料才是合格的缓冲材料。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。