本發(fā)明涉及一種輸變電技術(shù)絕緣材料的試驗(yàn)，具體涉及一種XLPE絕緣樣片的熱-振動(dòng)聯(lián)合老化試驗(yàn)裝置與方法。

背景技術(shù)：

電力電纜線路作為重要的城市電力輸送載體，電力電纜在城市電力系統(tǒng)中的應(yīng)用數(shù)量逐年增多，在重要的城區(qū)的電纜線路成為了主要的輸電通道，因此一旦電力電纜線路出現(xiàn)故障，將會(huì)對(duì)城市供電系統(tǒng)造成嚴(yán)重的后果，而電力電纜由于其自身結(jié)構(gòu)及運(yùn)行特點(diǎn)，出現(xiàn)運(yùn)行故障的數(shù)量也時(shí)有發(fā)生。因此有必要分析電纜運(yùn)行的特點(diǎn)及安全運(yùn)行的影響因素，從而提高電力電纜的運(yùn)行安全可靠性。電纜線路運(yùn)行過程中除了承受電壓和電流外還承受著運(yùn)行環(huán)境的影響，電纜導(dǎo)體在電流作用下不但會(huì)產(chǎn)生熱，還會(huì)產(chǎn)生電磁振動(dòng)，電力電纜線路的振動(dòng)特征主要包括自身電磁振動(dòng)和環(huán)境振動(dòng)兩方面，其中電纜自運(yùn)行過程中自身電流導(dǎo)致的電磁振動(dòng)的頻率為100Hz、200Hz、300Hz等，其中以100Hz振動(dòng)頻率下的振動(dòng)幅值最大；外界環(huán)境作用在電纜上的振動(dòng)的頻率主要為30Hz以下，同時(shí)電纜的運(yùn)行振動(dòng)頻率和幅值還與及敷設(shè)環(huán)境、布置方式等因素有關(guān)，XLPE電纜在正常運(yùn)行條件下導(dǎo)體最高允許溫度為90℃，短路條件下的導(dǎo)體最高允許溫度為250℃，而熱和振動(dòng)都將直接作用在電纜的XLPE絕緣上，同時(shí)外界環(huán)境的振動(dòng)也會(huì)直接傳遞到電纜絕緣層上，而絕緣的運(yùn)行健康狀態(tài)參數(shù)對(duì)電纜線路的安全運(yùn)行具有重要意義。因此電纜運(yùn)行過程中不但存在熱還存在振動(dòng)的影響，特別是電纜敷設(shè)在橋梁的特殊環(huán)境中是，振動(dòng)的影響更為明顯，分析得出導(dǎo)致XLPE電纜線路絕緣裂化甚至故障的重要原因是熱和振動(dòng)。國(guó)內(nèi)橋梁中敷設(shè)的電纜的健康狀況需要進(jìn)行試驗(yàn)分析，同時(shí)由于XLPE絕緣裂化導(dǎo)致的電纜線路的故障數(shù)量不斷增加。

目前現(xiàn)有的XLPE老化試驗(yàn)都是以熱老化為主，沒有考慮到實(shí)際電纜線路運(yùn)行過程中的熱‐振動(dòng)聯(lián)合作用下的老化加速作用，沒有進(jìn)行振動(dòng)老化試驗(yàn)。因此，開展的熱‐振動(dòng)聯(lián)合老化試驗(yàn)時(shí)必要的，所施加的振動(dòng)的特征應(yīng)根據(jù)電纜線路的運(yùn)行振動(dòng)特征確定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)XLPE材料的特點(diǎn)、電纜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、電纜線路的運(yùn)行特點(diǎn)，設(shè)計(jì) 了XLPE絕緣樣片的老化試驗(yàn)的方法，并針對(duì)試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)出了相應(yīng)的試驗(yàn)裝置。本發(fā)明提供一種XLPE絕緣樣片的熱‐振動(dòng)聯(lián)合老化試驗(yàn)裝置，包括：恒溫老化箱和XLPE樣片振動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述XLPE樣片振動(dòng)機(jī)構(gòu)包括：從下至上依次設(shè)置的振動(dòng)臺(tái)(1)、固定夾具臺(tái)面(2)、下夾板(7)、XLPE樣片夾具(6)和上夾板(8)。

進(jìn)一步的，所述固定支架桿(4)通過固定螺母(5)固定在固定夾具臺(tái)面(2)上，XLPE樣片夾具(6)和上下夾板(7)、(8)均安裝在固定支架桿4上。

進(jìn)一步的，所述XLPE樣片夾具(6)為網(wǎng)格狀，將XLPE樣片放在XLPE樣片夾具(6)上并用上下夾板(7)和(8)緊固。

進(jìn)一步的，所述振動(dòng)臺(tái)(1)內(nèi)含電磁鐵和變頻器。

一種XLPE絕緣樣片熱‐振動(dòng)聯(lián)合老化的試驗(yàn)方法，包括如下步驟：

步驟1：將XLPE絕緣樣片取樣加工并安裝在夾具(6)中并固定；

步驟2：振動(dòng)臺(tái)(1)通電，設(shè)定XLPE絕緣樣片的熱‐振動(dòng)聯(lián)合老化試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)溫度、設(shè)定振動(dòng)臺(tái)(1)的振動(dòng)頻率和振幅、設(shè)定試驗(yàn)時(shí)間；

步驟3：開始試驗(yàn)，并在試驗(yàn)結(jié)束后取出XLPE樣片進(jìn)行分析測(cè)試。

進(jìn)一步的，所述步驟2的溫度在90-150℃區(qū)間根據(jù)需要選擇，試驗(yàn)過程溫度保持恒定，溫度波動(dòng)不大于±2℃。

進(jìn)一步的，所述步驟2，振動(dòng)臺(tái)(1)通電后帶動(dòng)固定支架桿(4)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使得振動(dòng)可以均勻加載到電纜樣片上。

進(jìn)一步的，通過改變振動(dòng)臺(tái)(1)內(nèi)部變頻器的通電頻率調(diào)整振動(dòng)的頻率相應(yīng)的改變加載到電纜樣片上的幅值，使得施加在XLPE樣片上的振幅不大于±1mm，振動(dòng)頻率設(shè)定為100Hz或30Hz。

進(jìn)一步的，XLPE樣片長(zhǎng)度為120‐150mm,寬度為120‐150mm，厚度為2‐4m。

進(jìn)一步的，所述XLPE樣片振動(dòng)機(jī)構(gòu)采用耐高溫材質(zhì)。

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有如下優(yōu)異效果：

增加了XLPE樣片振動(dòng)機(jī)構(gòu)，將XLPE樣片振動(dòng)機(jī)構(gòu)放入恒溫老化箱實(shí)現(xiàn)XLPE的熱‐振動(dòng)老化試驗(yàn)，使熱‐振動(dòng)聯(lián)合老化試驗(yàn)更接近實(shí)際電纜運(yùn)行情況。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種XLPE絕緣樣片的熱‐振動(dòng)聯(lián)合老化試驗(yàn)方法與試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)記：1‐振動(dòng)臺(tái)；2‐固定夾具臺(tái)面；3‐安裝孔；4‐固定支架桿；5‐固定螺母；6‐XLPE樣片夾具；7‐下夾板；8‐上夾板。

具體實(shí)施例

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：

如圖1所示是本發(fā)明一種XLPE絕緣樣片的熱‐振動(dòng)聯(lián)合老化試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，所述裝置包括：恒溫老化箱和XLPE樣片振動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述XLPE樣片振動(dòng)機(jī)構(gòu)包括：振動(dòng)臺(tái)1、固定夾具臺(tái)面2、固定支架桿4、固定螺母5、XLPE樣片夾具6以及上下夾板7和8。

所述固定支架桿4通過固定螺母5固定在固定夾具臺(tái)面2上，XLPE樣片夾具6和上下夾板7、8均安裝在固定支架桿4上。

所述XLPE樣片夾具6為格狀，將XLPE樣片放在XLPE樣片夾具6上并用上下夾板7和8緊固。

所述振動(dòng)臺(tái)1內(nèi)含電磁鐵和變頻器。

基于本實(shí)驗(yàn)裝置的一種試驗(yàn)方法，包括如下步驟：

步驟1：將XLPE絕緣樣片取樣加工并安裝在夾具(6)中并固定；

步驟2：振動(dòng)臺(tái)(1)通電，設(shè)定XLPE絕緣樣片的熱‐振動(dòng)聯(lián)合老化試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)溫度、設(shè)定振動(dòng)臺(tái)(1)的振動(dòng)頻率和振幅、設(shè)定試驗(yàn)時(shí)間；

步驟3：開始試驗(yàn)，并在試驗(yàn)結(jié)束后取出XLPE樣片進(jìn)行分析測(cè)試。

所述步驟1的溫度在90-150℃區(qū)間根據(jù)需要選擇，試驗(yàn)過程溫度保持恒定，溫度波動(dòng)不大于±2℃。

所述步驟2，振動(dòng)臺(tái)1通電后帶動(dòng)固定支架桿4上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使得振動(dòng)可以均勻加載到電纜樣片上。

通過改變振動(dòng)臺(tái)1內(nèi)部變頻器的通電頻率調(diào)整振動(dòng)的頻率相應(yīng)的改變加載到電纜樣片上的幅值，使得施加在XLPE樣片上的振幅不大于±1mm，振動(dòng)頻率設(shè)定為100Hz或30Hz。

XLPE樣片長(zhǎng)度為120‐150mm,寬度為120‐150mm，厚度為2‐4m。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其保護(hù)范圍的限制,盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行了詳細(xì)的說明,所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀本申請(qǐng)后依然可對(duì)申請(qǐng)的具體實(shí)施方式進(jìn) 行種種變更、修改或者等同替換，但這些變更、修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。