[实用新型]一种电缆测试用热重分析仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及电缆绝缘材料的热重测试实验，尤其是涉及一种电缆测试用热重分析仪。

背景技术

自交联聚乙烯绝缘电缆(简称XLPE电缆)问世至今，由于其各项性能尤其是电气性能和耐热性能优良、制造工艺简单、传输容量大、敷设容易、运行维护方便等特点，现正逐步取代架空线、油纸绝缘电缆和EPR绝缘电缆，广泛应用于城市中10-220kV供电系统中。与其它电缆比起来，交联聚乙烯电缆线路的电容较大，电抗较小，使得线路的电压降较少，因而可以在线路规定的压降下，增大线路的供电半径，使得配电系统的功率因数提高，减少线路的损坏，提高电缆的安全运行。

交联聚乙烯电缆的使用寿命是20～30年，但是由于其制造工艺不完善、电缆敷设损伤、电缆运行环境恶劣等因素，极大地影响了电缆长期使用的可靠性，使许多电缆的实际寿命往往达不到设计要求，电缆提前进入老化期，为电力系统的运行安全埋下了重大隐患。

热重分析法(TGA)是在程控温度下，测量物质的质量与温度关系的一种技术。由于物质在加热过程中，会发生脱水、氧化、分解等现象而引起重量的变化，因此通过对材料进行热重分析就可以获得材料热性能的相关参数。

现在市场上在售的热重测试仪可测随温度升高样品失重及过程差热，但成本较高，单价可达20-40万元，而一些样品的测试精度要求不太高，因此使用市售热重分析仪从测试成本上来讲不合算。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电缆测试用热重分析仪。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种电缆测试用热重分析仪，包括天平，测试炉、温控单元，控制单元，所述的天平连接测试炉，所述的温控单元连接测试炉，所述的控制单元分别连接天平和温控单元，其特征在于，所述的测试炉包括炉体、置于炉体内的坩埚，设置在坩埚侧壁的加热炉，连接坩埚内待测试样品和天平的吊丝，以及测试样品温度的样品温度传感器和测试加热炉温度的炉温传感器。

所述的样品温度传感器置于坩埚内并连接温控单元。

所述的炉温传感器设置在加热炉上，并连接温控单元。

所述的坩埚和加热炉包裹在石英护套内。

所述的坩埚上方设有隔热板。

所述的测试炉的炉体上设有冷却水管道。

所述的加热炉连接程序升温控制器。

与现有技术相比，本实用新型的热重分析仪，其通过选择不同精度的天平，测试时通过天平测量坩埚内样品的重量变化，并通过串口连接反馈给控制单元；加热炉内的电加热器通过程序升温控制器控制可加热样品到所需温度，控制单元通过反馈回来的温度和重量变化信号自动生成热重曲线，通过热重曲线可直观地看到样品重量随温度的变化情况，在满足测试要求的同时有效降低了样品的测试成本，且操作方便。而且加热炉上设有冷却水管道，可以连接冷却水对炉体进行快速冷却，调节炉体内的氛围。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1

如图1所示，一种电缆测试用热重分析仪，包括天平1，测试炉2、温控单元11，控制单元12，所述的天平1连接测试炉2，所述的温控单元11连接测试炉2，所述的控制单元12分别连接天平1和温控单元11，所述的测试炉2包括炉体、置于炉体内的坩埚4，设置在坩埚4侧壁的加热炉5，连接坩埚4内待测试样品和天平的吊丝6，以及测试样品温度的样品温度传感器9和测试加热炉5温度的炉温传感器10。所述的样品温度传感器9置于坩埚4内并连接温控单元11。所述的炉温传感器10设置在加热炉5上，并连接温控单元11。所述的坩埚4和加热炉5包裹在石英护套3内。所述的坩埚4上方设有隔热板13。所述的测试炉2的炉体上设有冷却水管道7。所述的加热炉5连接程序升温控制器8。

采用Coast-redfern积分法计算活化能，即通过热失重图，绘制ln[F(a)/T²]与1/T关系曲线，求取该曲线的斜率，进而获得反应活化能。TG所得活化能越小，说明电缆绝缘老化中的热裂解反应越易进行。

共完成152个样品的测试，通过采用Coast-redfern积分法计算活化能，其中E_max＝342.58kJ/mol(第90#电缆)，选择各地区线路电缆中活化能较低的个例展示如下表所示。

各地区活化能较低的线路电缆信息及测试结果

交联聚乙烯电缆绝缘材料的热老化过程，是热对材料分子的作用导致化学键的断裂，随之发生化学组分的变化，从而使性能变劣化以至于失效的过程。因此，电缆绝缘介质寿命问题实质上是某种化学反应的速度问题，反应速度越慢，寿命越长，反之就短。热失重分析可以提供介质的活化能、起始分解温度、终止分解温度、最快热降解温度及最大热失重率等信息，可以在一定程度上反映电缆绝缘介质老化状态。