[发明专利]基于太赫兹检测的EPR电缆终端应力强度模型评估方法

说明书

本发明公开了基于太赫兹检测的EPR电缆终端应力强度模型评估方法，属于高压电与绝缘技术领域，以建立EPR电缆终端的应力‑强度干涉模型对EPR电缆终端的健康状况进行评估并确定安全阈值。方法包括样品及检测设备准备、样品模拟试验及数据采集及处理、建立应力‑强度干涉模型，表征EPR电缆终端的健康状况，设定合理的安全阈值、以模型为参考，根据实际工程中的具体要求，随意设置参数，计算出所要求的其他参数值，即依照EPR电缆终端的运行环境，对其进行安全阈值的评估。本发明在高铁的EPR电缆终端评估方面具有很强的实际意义和参考价值。

技术领域

本发明属于高压电与绝缘技术领域，具体涉及基于太赫兹检测的EPR电缆终端应力强度模型评估方法。

背景技术

乙丙橡胶(ethylene propylene rubber，EPR)电缆终端是高铁列车供电和连接不同电气设备的重要部件，在轨道交通领域应用广泛。其工作状态直接影响到车辆的安全运行。因电缆终端在工作过程中可能受到振动、扭转、高温、高压等多种因素的影响，伴随着绝缘老化，电缆可能会发生分层和电击穿等现象。为了避免上述因素对电缆终端的影响，消除车辆在运行过程中的安全隐患，亟需对电缆终端的上述健康状况进行检测和安全阈值的评估。

目前针对电缆终端的故障诊断以XLPE电缆为主，而与EPR有关的试验研究十分有限，且相关故障诊断研究较多集中于电热老化的分析，缺少关于EPR电缆击穿的有效探讨。而电缆击穿作为电缆发生故障的最终表征，是多方因素共同作用的结果，需要综合考虑多源信息，最主要的表征是温度应力、机械应力、电应力。

太赫兹波是一种频率集中于0.1-10THz，波长处于30μm-3mm之间的电磁波，它介于红外光学和微波毫米波之间，包含着丰富的物理特性和化学特性，因此太赫兹波在穿透物体时可以收集到被测对象的物理化学变化，以此判断缺陷的构成。因其在物体成像、环境监测、医疗诊断、射电天文等方面具有重大的科学价值和广阔的应用前景，太赫兹电磁波及其应用的相关检测技术已经成为科学界的“热点”领域。

我校专利CN202011368042.2《一种EPR热缩电缆终端内部缺陷检测系统及其检测方法》研究并公开了EPR电缆终端的缺陷检测方法应用到了太赫兹技术。该技术是近年发展起来的非接触式的无损检测技术，在实现深度检测的同时可以有效保证检测对象的完整性。相比传统的检测方式有红外紫外检测、超声探测和X射线检测，太赫兹检测除其无损特性之外，还具有穿透能力强、物质识别能力好、抗干扰能力强、识别度高等特点。而将该检测技术应用在电缆终端的研发也逐渐取得成效。

基于以上背景技术中的问题，综合EPR电缆终端故障诊断,结合其表征的温度应力、机械应力、电应力，应用太赫兹检测技术，构建应力-强度干涉模型，实现对动车组EPR电缆终端运行状态的监测和安全阈值评估。

发明内容

本发明的另一个目的在于提供基于太赫兹检测的EPR电缆终端应力强度模型评估方法，以建立EPR电缆终端的应力-强度干涉模型对EPR电缆终端的健康状况进行评估并确定安全阈值。

为了解决以上问题，本发明技术方案为：

1.基于太赫兹检测的EPR电缆终端应力强度模型评估方法，其特征在于：该方法为以下步骤：

S1、样品及检测设备准备；

S1.1、样品准备；

将EPR电缆终端样品裁切成环形片状，并用砂纸打磨，将其厚度控制在1mm±0.05mm，且厚度均匀，表面平滑；

S1.2、温度应力、机械应力试验设备准备；

温度应力、机械应力试验设备包括：安装在电热老化箱内的扭转振动台和温度监测装置，温度监测装置连接有控制台，控制台设在电热老化箱外壁；控制台可将所有温度数据实时采集记录并通过数据线传入电脑中；

S1.3、电应力试验设备准备；