[发明专利]一种XLPE绝缘样片的热-振动联合老化试验装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种输变电技术绝缘材料的试验，具体涉及一种XLPE绝缘样片的热-振动联合老化试验装置与方法。

背景技术

电力电缆线路作为重要的城市电力输送载体，电力电缆在城市电力系统中的应用数量逐年增多，在重要的城区的电缆线路成为了主要的输电通道，因此一旦电力电缆线路出现故障，将会对城市供电系统造成严重的后果，而电力电缆由于其自身结构及运行特点，出现运行故障的数量也时有发生。因此有必要分析电缆运行的特点及安全运行的影响因素，从而提高电力电缆的运行安全可靠性。电缆线路运行过程中除了承受电压和电流外还承受着运行环境的影响，电缆导体在电流作用下不但会产生热，还会产生电磁振动，电力电缆线路的振动特征主要包括自身电磁振动和环境振动两方面，其中电缆自运行过程中自身电流导致的电磁振动的频率为100Hz、200Hz、300Hz等，其中以100Hz振动频率下的振动幅值最大；外界环境作用在电缆上的振动的频率主要为30Hz以下，同时电缆的运行振动频率和幅值还与及敷设环境、布置方式等因素有关，XLPE电缆在正常运行条件下导体最高允许温度为90℃，短路条件下的导体最高允许温度为250℃，而热和振动都将直接作用在电缆的XLPE绝缘上，同时外界环境的振动也会直接传递到电缆绝缘层上，而绝缘的运行健康状态参数对电缆线路的安全运行具有重要意义。因此电缆运行过程中不但存在热还存在振动的影响，特别是电缆敷设在桥梁的特殊环境中是，振动的影响更为明显，分析得出导致XLPE电缆线路绝缘裂化甚至故障的重要原因是热和振动。国内桥梁中敷设的电缆的健康状况需要进行试验分析，同时由于XLPE绝缘裂化导致的电缆线路的故障数量不断增加。

目前现有的XLPE老化试验都是以热老化为主，没有考虑到实际电缆线路运行过程中的热‐振动联合作用下的老化加速作用，没有进行振动老化试验。因此，开展的热‐振动联合老化试验时必要的，所施加的振动的特征应根据电缆线路的运行振动特征确定。

发明内容

本发明针对XLPE材料的特点、电缆结构特点、电缆线路的运行特点，设计 了XLPE绝缘样片的老化试验的方法，并针对试验方法设计出了相应的试验装置。本发明提供一种XLPE绝缘样片的热‐振动联合老化试验装置，包括：恒温老化箱和XLPE样片振动机构，所述XLPE样片振动机构包括：从下至上依次设置的振动台(1)、固定夹具台面(2)、下夹板(7)、XLPE样片夹具(6)和上夹板(8)。

进一步的，所述固定支架杆(4)通过固定螺母(5)固定在固定夹具台面(2)上，XLPE样片夹具(6)和上下夹板(7)、(8)均安装在固定支架杆4上。

进一步的，所述XLPE样片夹具(6)为网格状，将XLPE样片放在XLPE样片夹具(6)上并用上下夹板(7)和(8)紧固。

进一步的，所述振动台(1)内含电磁铁和变频器。

一种XLPE绝缘样片热‐振动联合老化的试验方法，包括如下步骤：

步骤1：将XLPE绝缘样片取样加工并安装在夹具(6)中并固定；

步骤2：振动台(1)通电，设定XLPE绝缘样片的热‐振动联合老化试验装置的试验温度、设定振动台(1)的振动频率和振幅、设定试验时间；

步骤3：开始试验，并在试验结束后取出XLPE样片进行分析测试。

进一步的，所述步骤2的温度在90-150℃区间根据需要选择，试验过程温度保持恒定，温度波动不大于±2℃。

进一步的，所述步骤2，振动台(1)通电后带动固定支架杆(4)上下往复运动，使得振动可以均匀加载到电缆样片上。

进一步的，通过改变振动台(1)内部变频器的通电频率调整振动的频率相应的改变加载到电缆样片上的幅值，使得施加在XLPE样片上的振幅不大于±1mm，振动频率设定为100Hz或30Hz。

进一步的，XLPE样片长度为120‐150mm,宽度为120‐150mm，厚度为2‐4m。

进一步的，所述XLPE样片振动机构采用耐高温材质。

与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：

增加了XLPE样片振动机构，将XLPE样片振动机构放入恒温老化箱实现XLPE的热‐振动老化试验，使热‐振动联合老化试验更接近实际电缆运行情况。

附图说明

图1是本发明一种XLPE绝缘样片的热‐振动联合老化试验方法与试验装置的结构示意图；

附图标记：1‐振动台；2‐固定夹具台面；3‐安装孔；4‐固定支架杆；5‐固定螺母；6‐XLPE样片夹具；7‐下夹板；8‐上夹板。