電纜絕緣層試樣切割裝置及切割方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電纜絕緣層試樣切割裝置及切割方法，所述電纜絕緣層試樣切割裝置包括刀片、固定軸、固定底座，所述固定軸包括相互連接的第一安裝段、第二安裝段，所述第一安裝段與車床的轉軸連接，電纜絕緣層試樣套在第二安裝段上，所述固定底座安裝在車床上，固定底座上設有與所述刀片匹配的刀槽，所述刀片固定安裝在刀槽內(nèi)，且刀片的刃口與固定軸的軸線方向平行。隨著電纜絕緣層試樣的旋轉，刀片靠近電纜絕緣層試樣表面，并沿其周長方向剝削，得到試樣切片，可以將電纜絕緣層試樣的內(nèi)、中、外層明確的分開，且試樣切片的厚度均勻性好，為研究離線芯不同距離絕緣層材料的老化機理提供了良好的實驗基礎。
【專利說明】電纜絕緣層試樣切割裝置及切割方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電纜絕緣層試樣切割裝置及切割方法。

【背景技術】
[0002]在高壓電纜投入運行后，由于電應力、機械應力以及環(huán)境應力的多重復合作用，電纜絕緣層材料會逐漸開始老化，最終絕緣失效導致電纜絕緣擊穿故障的發(fā)生。一般的高壓交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電纜絕緣材料老化的研究中，其試樣的制備都局限于采用XLPE粒料進行壓片，通過專用的模具控制試樣的厚度和光滑度，隨后對其進行實驗室老化研究，但在實驗室老化研究中，由于各種因素的制約，比如時間、電壓、以及環(huán)境因素等，其老化條件和XLPE電纜實際帶電運行承受的外界應力條件存在一定的差異性，從而在將實驗室老化結果運用于實際運行電纜研究中不能直接運用，其間需要建立一定的對應關系，從而也就需要對不同運行年限退役的XLPE電纜絕緣層試樣進行研究，并將其與實驗室老化試樣研究結果進行對比，考察其間的異同。由于高壓XLPE絕緣電纜結構的特殊性，其內(nèi)、中、外三層絕緣材料在帶電運行過程中會經(jīng)受不同電場及溫度，從而其材料老化過程會存在一定的差異，所以對于退役高壓電纜絕緣材料的分析，其電纜絕緣的切片方式顯得尤為重要。
[0003]對于XLPE電纜絕緣層試樣的研究中，大多采用傳統(tǒng)的切割方式，即采用平行于電纜線芯的切割方式，其切割示意圖及試樣成品如圖1所示，傳統(tǒng)的試樣切割方式存在以下的缺點:其所得試樣切片I的厚度為一般為0.5mm — 2mm，試樣表面光滑度有限，具有明顯的切痕；在測試分析中很難確切的區(qū)分電纜絕緣的內(nèi)、中、外三層試樣，從而不能考察因為XLPE絕緣電纜典型同軸結構導致不同絕緣層材料之間的差異；同時，傳統(tǒng)的切割方式會導致試樣產(chǎn)生大量的浪費。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要針對現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種電纜絕緣層試樣切割裝置及切割方法，可得到區(qū)分明顯的電纜絕緣層的內(nèi)、中、外三層試樣切片，且試樣切片的厚度均勻性好。
[0005]其技術方案如下:
[0006]一種電纜絕緣層試樣切割裝置，包括刀片、固定軸、固定底座，所述固定軸包括相互連接的第一安裝段、第二安裝段，所述第一安裝段與車床的轉軸連接，電纜絕緣層試樣套在第二安裝段上，所述固定底座安裝在車床上，固定底座上設有與所述刀片匹配的刀槽，所述刀片固定安裝在刀槽內(nèi)，且刀片的刃口與固定軸的軸線方向平行。
[0007]其進一步技術方案如下:
[0008]所述的電纜絕緣層試樣切割裝置還包括膨脹螺釘，所述第二安裝段呈錐狀，其靠近第一安裝段的一端為大端，遠離第一安裝段的一端為小端，第二安裝段為空心結構，所述膨脹螺釘由小端向大端伸入到第二安裝段內(nèi)。
[0009]所述第一安裝段、第二安裝段之間設有限位環(huán)，所述限位環(huán)的直徑大于所述第一安裝段的直徑及第二安裝段的直徑。
[0010]所述固定底座與車床接觸的端面為第一端面，所述第一端面呈階梯狀，固定底座朝向車床轉軸的端面為第二端面，所述刀槽傾斜設置在第二端面上，固定底座上與第一端面相對的端面為第三端面，所述第三端面上設有貫穿至刀槽的螺釘孔，所述螺釘孔內(nèi)設有緊定螺釘，所述刀片通過緊定螺釘鎖緊在刀槽內(nèi)。
[0011]所述螺釘孔的軸心線與所述刀槽的傾斜方向垂直。
[0012]所述刀片的刃口長度大于或者等于第一安裝段的長度。
[0013]所述刀片為厚度為1cm、寬度為5cm的裁紙刀。
[0014]一種電纜絕緣層試樣切割方法，包括如下步驟:
[0015]將電纜絕緣層試樣安裝在固定軸上；
[0016]將固定軸與車床的轉軸固定連接；
[0017]將刀片安裝在固定底座的刀槽內(nèi)；
[0018]將固定底座安裝在車床上，所述刀片的刃口與電纜絕緣層試樣的軸線方向平行；
[0019]轉軸以20?40轉/分鐘的轉速轉動，刀片的刃口靠近電纜絕緣層試樣的表面并沿其周長方向剝削，得到試樣切片。
[0020]其進一步技術方案如下:
[0021]將電纜絕緣層試樣安裝在固定軸上后，還包括如下步驟:
[0022]將膨脹螺釘由小端向大端伸入到呈錐狀的固定軸的第二安裝段內(nèi)，使第二安裝段膨脹，從而將電纜絕緣層試樣卡緊在固定軸上。
[0023]所述轉軸的轉速為30轉/分鐘，車床的進刀量為0.2mm/轉。
[0024]下面對前述技術方案的優(yōu)點或原理進行說明:
[0025]上述電纜絕緣層試樣切割裝置，通過設置固定軸，電纜絕緣層試樣設置在其第二安裝段上，并且電纜絕緣層試樣不與固定軸發(fā)生相對移動或者轉動，其第一安裝段與車床的轉軸連接，并且車床的轉軸不與固定軸發(fā)生相對移動或者轉動，從而使電纜絕緣層試樣隨著車床的轉軸轉動而旋轉，通過設置與車床連接的固定底座，將刀片設置在固定底座的刀槽內(nèi)，且刀片的刃口與固定軸的軸線方向平行，隨著電纜絕緣層試樣的旋轉，刀片靠近電纜絕緣層試樣表面，并沿其周長方向剝削，得到試樣切片，可以將電纜絕緣層試樣的內(nèi)、中、外層明確的分開，且試樣切片的厚度均勻性好，為研究離線芯不同距離絕緣層材料的老化機理提供了良好的實驗基礎。
[0026]上述電纜絕緣層試樣切割方法，采用對電纜絕緣層試樣環(huán)切的方式，可以將電纜絕緣層試樣的內(nèi)、中、外層明確的分開，且試樣切片的厚度均勻性好。為研究離線芯不同距離絕緣層材料的老化機理提供了良好的實驗基礎；在切割過程中，車床采用低轉速，大大降低了其切割過程中電纜絕緣層試樣承受的溫度，不會對后期的試樣切片性能分析產(chǎn)生影響；通過控制走刀量及轉軸的轉速均勻性，可以保證切割后試樣切片的厚度與表面的光滑度；并且該切割方法可大大減少電纜絕緣層試樣的浪費。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為現(xiàn)有技術的XLPE電纜絕緣層試樣切割示意圖；
[0028]圖2為本實施例所述的固定軸的結構示意圖；
[0029]圖3為本實施所述的固定底座例的結構示意圖；
[0030]圖4為本實施例切割電纜絕緣層試樣的示意圖。
[0031]附圖標記說明:
[0032]1、試樣切片，2、電纜絕緣層試樣，10、刀片，20、固定軸，210、第一安裝段，220、第二安裝段，230、限位環(huán)，30、固定底座，310、刀槽，320、第一端面，330、第二端面，340、第三端面，342、螺釘孔，40、膨脹螺釘，50、緊定螺釘。

【具體實施方式】
[0033]如圖2至圖4所示，一種電纜絕緣層試樣切割裝置，包括刀片10、固定軸20、固定底座30，所述固定軸20包括相互連接的第一安裝段210、第二安裝段220，所述第一安裝段210與車床的轉軸連接，電纜絕緣層試樣2套在第二安裝段220上，所述固定底座30安裝在車床上，固定底座30上設有與所述刀片10匹配的刀槽310，所述刀片10固定安裝在刀槽310內(nèi)，且刀片10的刃口與固定軸20的軸線方向平行。
[0034]通過設置固定軸20，電纜絕緣層試樣2設置在其第二安裝段220上，并且電纜絕緣層試樣2不與固定軸20發(fā)生相對移動或者轉動，其第一安裝段210與車床的轉軸連接，并且車床的轉軸不與固定軸20發(fā)生相對移動或者轉動，從而使電纜絕緣層試樣2隨著車床的轉軸轉動而旋轉，通過設置與車床連接的固定底座30，將刀片10設置在固定底座30的刀槽310內(nèi)，且刀片10的刃口與固定軸20的軸線方向平行，隨著電纜絕緣層試樣2的旋轉，刀片10靠近電纜絕緣層試樣2的表面，并沿其周長方向剝削，得到試樣切片，可以將電纜絕緣層試樣2的內(nèi)、中、外層明確的分開，且試樣切片的厚度均勻性好，為研究離線芯不同距離絕緣層材料的老化機理提供了良好的實驗基礎。
[0035]如圖2所示，所述第一安裝段210、第二安裝段220之間設有限位環(huán)230，所述限位環(huán)230的直徑大于所述第一安裝段210的直徑，并且大于所述第二安裝段220的直徑。這樣設置是為了使電纜絕緣層試樣2被限制在第二安裝段220上，避免其滑動到第一安裝段210，影響刀片10對其進行環(huán)形切割。
[0036]所述的電纜絕緣層試樣切割裝置還包括膨脹螺釘40，所述第二安裝段220呈錐狀，其靠近第一安裝段210的一端為大端，遠離第一安裝段210的一端為小端，第二安裝段220為空心結構，所述膨脹螺釘40由小端向大端伸入到第二安裝段220內(nèi)。這樣設置，一方面是為了使電纜絕緣層試樣2能由小端向大端移動，從而順利套在第二安裝端上，另一方面，通過膨脹螺釘40的逐步伸入，使第二安裝端發(fā)生膨脹，從而使電纜絕緣層試樣2緊固地卡在固定軸20上，避免兩者之間發(fā)生相對移動或者轉動，使試樣切割能順利進行。
[0037]如圖3、圖4所示，所述固定底座30與車床接觸的端面為第一端面320，所述第一端面320呈階梯狀，固定底座30朝向車床轉軸的端面為第二端面330，所述刀槽310傾斜設置在第二端面330上，固定底座30上與第一端面320相對的端面為第三端面340，所述第三端面340上設有貫穿至刀槽310的螺釘孔342，所述螺釘孔342內(nèi)設有緊定螺釘50，所述刀片10通過緊定螺釘50鎖緊在刀槽310內(nèi)。這樣設置，一方面使固定底座30通過階梯狀的第一端面320能穩(wěn)固地安裝在車床上，另一方面，通過擰緊或者擰松緊定螺釘50，能靈活地控制刀片10的松緊，方便安裝與拆卸，另外，將刀槽310傾斜設置，使刀片10的刃口能順利地與電纜絕緣層試樣2的表面接觸，方便切割。本實施例中，所述螺釘孔342的軸心線與所述刀槽310的傾斜方向垂直。這樣設置使緊定螺釘50作用在刀片10上的壓力能垂直其表面，使刀片10受到正壓力而壓緊在刀槽310內(nèi)。
[0038]所述刀片10的刃口長度大于或者等于第一安裝段210的長度。這樣設置是為了使刀片10在切割過程中，能將第一安裝段210上的電纜絕緣層試樣2的軸向方向的表面全部作用到，避免刀片10卡滯在電纜絕緣層試樣2上。本實施中，所述刀片10為厚度為1cm、寬度為5cm的裁紙刀。
[0039]一種電纜絕緣層試樣切割方法，包括如下步驟:
[0040]將電纜絕緣層試樣2安裝在固定軸20上；
[0041]將固定軸20與車床的轉軸固定連接；
[0042]將刀片10安裝在固定底座30的刀槽310內(nèi)；
[0043]將固定底座30安裝在車床上，所述刀片10的刃口與電纜絕緣層試樣2的軸線方向平行；
[0044]轉軸以20?40轉/分鐘的轉速轉動，刀片10的刃口靠近電纜絕緣層試樣2的表面并沿其周長方向剝削，得到試樣切片。本實施例中，所述轉軸的轉速為30轉/分鐘，車床的進刀量為0.2mm/轉，從而可得到厚度為0.2mm的試樣切片，根據(jù)實際試樣切片厚度需求，可靈活調(diào)節(jié)車床的進刀量。
[0045]將電纜絕緣層試樣2安裝在固定軸20上后，還包括如下步驟:
[0046]將膨脹螺釘40由小端向大端伸入到呈錐狀的固定軸20的第二安裝段220內(nèi)，使第二安裝段220膨脹，從而將電纜絕緣層試樣2卡緊在固定軸20上。使電纜絕緣層試樣2不與固定軸20發(fā)生相對移動或者轉動，并能隨固定軸20的轉動而轉動。
[0047]本實施例所述的電纜絕緣層試樣切割方法，采用對電纜絕緣層試樣2環(huán)切的方式，可以將電纜絕緣層試樣2的內(nèi)、中、外層明確的分開，且試樣切片的厚度均勻性好。為研究離線芯不同距離絕緣層材料的老化機理提供了良好的實驗基礎；在切割過程中，車床采用低轉速，大大降低了其切割過程中電纜絕緣層試樣2承受的溫度，不會對后期的試樣切片性能分析產(chǎn)生影響；通過控制走刀量及轉軸的轉速均勻性，可以保證切割后試樣切片的厚度與表面的光滑度；并且該切割方法可大大減少電纜絕緣層試樣2的浪費。
[0048]以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。
[0049]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種電纜絕緣層試樣切割裝置，其特征在于，包括刀片、固定軸、固定底座，所述固定軸包括相互連接的第一安裝段、第二安裝段，所述第一安裝段與車床的轉軸連接，電纜絕緣層試樣套在第二安裝段上，所述固定底座安裝在車床上，固定底座上設有與所述刀片匹配的刀槽，所述刀片固定安裝在刀槽內(nèi)，且刀片的刃口與固定軸的軸線方向平行。
2.如權利要求1所述的電纜絕緣層試樣切割裝置，其特征在于，其還包括膨脹螺釘，所述第二安裝段呈錐狀，其靠近第一安裝段的一端為大端，遠離第一安裝段的一端為小端，第二安裝段為空心結構，所述膨脹螺釘由小端向大端伸入到第二安裝段內(nèi)。
3.如權利要求2所述的電纜絕緣層試樣切割裝置，其特征在于，所述第一安裝段、第二安裝段之間設有限位環(huán)，所述限位環(huán)的直徑大于所述第一安裝段的直徑及第二安裝段的直徑。
4.如權利要求3所述的電纜絕緣層試樣切割裝置，其特征在于，所述固定底座與車床接觸的端面為第一端面，所述第一端面呈階梯狀，固定底座朝向車床轉軸的端面為第二端面，所述刀槽傾斜設置在第二端面上，固定底座上與第一端面相對的端面為第三端面，所述第三端面上設有貫穿至刀槽的螺釘孔，所述螺釘孔內(nèi)設有緊定螺釘，所述刀片通過緊定螺釘鎖緊在刀槽內(nèi)。
5.如權利要求4所述的電纜絕緣層試樣切割裝置，其特征在于，所述螺釘孔的軸心線與所述刀槽的傾斜方向垂直。
6.如權利要求1至5任一項所述的電纜絕緣層試樣切割裝置，其特征在于，所述刀片的刃口長度大于或者等于第一安裝段的長度。
7.如權利要求1至5任一項所述的電纜絕緣層試樣切割裝置，其特征在于，所述刀片為厚度為1cm、寬度為5cm的裁紙刀。
8.—種電纜絕緣層試樣切割方法，其特征在于，包括如下步驟: 將電纜絕緣層試樣安裝在固定軸上； 將固定軸與車床的轉軸固定連接； 將刀片安裝在固定底座的刀槽內(nèi)； 將固定底座安裝在車床上，所述刀片的刃口與電纜絕緣層試樣的軸線方向平行； 轉軸以20?40轉/分鐘的轉速轉動，刀片的刃口靠近電纜絕緣層試樣的表面并沿其周長方向剝削，得到試樣切片。
9.如權利要求8所述的電纜絕緣層試樣切割方法，其特征在于，將電纜絕緣層試樣安裝在固定軸上后，還包括如下步驟: 將膨脹螺釘由小端向大端伸入到呈錐狀的固定軸的第二安裝段內(nèi)，使第二安裝段膨脹，從而將電纜絕緣層試樣卡緊在固定軸上。
10.如權利要求8或9所述的電纜絕緣層試樣切割方法，其特征在于，所述轉軸的轉速為30轉/分鐘，車床的進刀量為0.2mm/轉。
【文檔編號】G01N1/06GK104359708SQ201410715633
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權日:2014年11月28日
【發(fā)明者】張運周, 徐陽, 孫廷璽, 廖雁群, 羅潘, 盧志華, 朱五洲, 李敬飛 申請人:廣東電網(wǎng)有限責任公司珠海供電局, 西安交通大學