一种模拟硅橡胶复合套管老化的试验装置制造方法
【专利摘要】一种模拟硅橡胶复合套管老化的试验装置，它包括上板、下板和上板支柱，它还包括针电极和拱形电极，所述上板的底面设置针电极，下板上设置与针电极相对应的拱形电极，拱形电极底部设置预应力调节机构；在拱形电极的拱形表面活动设置压力传感器，通过压力传感器测定硅橡胶试片所受应力。上述装置能够有效模拟硅橡胶复合套管在正常运行情况下所受到的来自内部环氧玻璃钢管的机械应力，具有结构简单、操作方便的特点。
【专利说明】一种模拟硅橡胶复合套管老化的试验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及材料老化试验领域，特别是一种模拟硅橡胶材料老化的试验装置。
【背景技术】
[0002]硅橡胶复合套管系列产品是20世纪90年代的高科技产品，复合套管一般由玻璃纤维增强树脂套筒和硅橡胶伞裙护套组成，复合套管内部由圆柱体的环氧玻璃钢管支撑。玻璃纤维增强树脂套筒作为内绝缘的同时，还起到机械支承作用。硅橡胶伞裙护套一方面作为良好的外绝缘，另一方面还起到保护树脂套筒免受恶劣大气环境侵袭的作用。在电气设备使用中硅橡胶复合套管与瓷套管相比，具有机械强度高、耐污能力强、体积小、重量轻、不易破碎、便于包装和运输等优点而受到青睐。
[0003]但由于硅橡胶复合套管的外绝缘是有机复合材料，它的稳定性比无机材料瓷套管差。这是因为在环境因素单独作用下，有机材料的性能会因各种物理变化和化学变化而劣化，同时在电场、机械负荷与环境因素的共同作用下有机材料性能会进一步劣化。因此随着运行年限的增加，复合套管的伞裙及护套表面易出现龟裂、粉化、憎水性下降、弹性减少等老化现象。
[0004]护套在正常运行过程中受到外界环境和电场的作用会出现热胀冷缩的现象，硅橡胶套管相当于受到了来自内部的环氧玻璃钢管的机械应力，但是由于复合套管投运时间还不长，对于硅橡胶复合套管的老化没有全面、深入的研究。而且实验室中没有模拟复合套管受到机械应力的加速老化装置。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种模拟硅橡胶复合套管老化的试验装置，所述装置能够有效模拟硅橡胶复合套管在正常运行情况下所受到的来自内部环氧玻璃钢管的机械应力，具有结构简单、操作方便的特点。
[0006]本实用新型的技术问题是以下述技术方案实现的:
[0007]一种模拟硅橡胶复合套管老化的试验装置，它包括上板、下板和上板支柱，它还包括针电极和拱形电极，所述上板的底面设置针电极，下板上设置与针电极相对应的拱形电极，拱形电极底部设置预应力调节机构；在拱形电极的拱形表面活动设置压力传感器，通过压力传感器测定硅橡胶试片所受应力。
[0008]上述模拟硅橡胶复合套管老化的试验装置，所述预应力调节机构包括托板和与托板套接的调节螺栓，托板固定在拱形电极底部，调节螺栓穿过下板并与下板螺纹配合。
[0009]上述模拟硅橡胶复合套管老化的试验装置，所述拱形电极是由紫铜制成的顶面为拱形的长方体，所述长方体的长、宽为30cm、厚度5mm,拱形为半圆拱,半圆拱的直径为5cm。
[0010]本实用新型通过电晕加速老化装置来检测机械应力对复合套管老化的影响，电晕加速老化装置是将传统的单针-板放电装置进行改进，将平面的下极板改为拱形，并在拱形极板上放置压力传感器，以检测硅橡胶试片的受力状况。一方面采用拱形电极可以模拟硅橡胶复合套管在运行情况下所受到的来自内部环氧玻璃钢管的机械应力，并通过改变机械应力的大小，模拟不同的机械应力对复合套管老化的影响。另一方面通过对硅橡胶材料施加机械应力来加速其电晕老化，在检测机械应力对复合套管老化影响的同时，有效加速了硅橡胶试片的老化速度，缩短试验周期。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的结构示意图；
[0012]图2是本实用新型的剖视图；
[0013]图3是本实用新型电晕加速老化试验电路原理图。
[0014]图中各标号清单为:1、上板，2、上板支柱，3、硅橡胶试片，4、拱形电极，5、下板，6、固定螺丝，7、压力传感器，8、针电极，9、上板螺栓，10、固定板，11、托板，12、调节螺栓，P、电源，OS、不波器，T、变压器。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0016]如图1、图2所示，本实用新型包括针电极8、拱形电极4、上板1、下板5和上板支柱2，其中针电极8和拱形电极4组成一对针-板电极，上板I和下板5之间的距离可以通过上板支柱2上的上板螺栓9进行调节。上板I的底面设置针电极8，针电极8为电晕源，下板5上设置与针电极8相对应的拱形电极4，拱形电极4为地电极，由紫铜制成，下板5为不锈钢制成的接地极。
[0017]拱形电极4的形状是上表面为拱形的长方体，拱形为曲面向上的半圆拱。其下部长方体的尺寸分别为长10cm、宽10cm、高5cm,上部半圆拱的半圆形直径为5cm。拱形电极4的半圆拱上活动设置压力传感器7。拱形电极4底部设置预应力调节机构。预应力调节机构包括托板11和调节螺栓12，托板11固定在拱形电极4底部，调节螺栓12穿过下板5与托板11套接，调节螺栓12与下板5之间螺纹配合。旋转调节螺栓12，预应力调节机构将拱形电极4提升。拱形电极4两侧的下板5上分别设有通槽，通槽内有固定板10，固定板10的两端由固定螺丝6固定。
[0018]按照图3电路原理图进行接线，电晕试验电路包括低压侧和高压侧，低压侧包括串联的电源P、调压器和过流保护器，电源P为220V交流电，过流保护器可以防止高压侧的针-板电极击穿导致的短路过流。低压侧通过调压器((Γ250ν)与变压器T (230v / 1kv)相连，变压后连接至高压侧，变压器T的变比为10000:1。高压侧包括并联的针-板电极和电阻式高电压测量装置，针-板电极中的针电极8直接与变压器T的高压端相连，板电极(即拱形电极4)串联测量电阻R后与变压器T的低压端连接，测量电阻R的阻值为100欧姆。示波器OS同时从高电压测量装置的两个电阻中间和板电极的低压端引入两路信号。示波器OS可以显示电路中是否发生了电晕放电，以保证试验是在电晕情况下进行的。
[0019]以下对本实用新型的工作过程做进一步说明:
[0020]取与硅橡胶复合套管相同材质的正方形硅橡胶试片3，试片的尺寸为长、宽为30cm、厚度5_，将硅橡胶试片3两面擦拭干净并干燥处理。将硅橡胶试片3搭放在拱形电极4的压力传感器7上，将其相对的两个边伸入通槽内，用固定板10卡住，并通过四个固定螺丝6将固定板10固定。旋转调节螺栓12，托板11和其上部的拱形电极4相对于下板5向上平移，由于调节螺栓12与托板11套接，托板11不发生旋转。随着拱形电极4上升，硅橡胶试片3所受到向上的压力逐渐增大。通过压力传感器7测定所受到的机械应力，达到预设的应力值时，在调节螺栓12上做出标记。测力完成后反向调节螺栓12，取出压力传感器7。按标记将调节螺栓12旋至相同位置。此时硅橡胶试片3所受机械应力即为预设的应力。调节针电极8与硅橡胶试片3之间的距离达到10mm。预设机械应力的范围为1N-10N，范围的应力值不会因机械应力过小造成老化试验效果不明显，达不到试验目的；又避免施加的机械应力过大造成硅橡胶材料的撕裂。
[0021]将安装好的电晕加速老化装置接入电晕试验电路进行电晕加速老化试验。接通电源，施加电压为10kv，试验时间为80h-120h。试验完毕后采用傅立叶光谱法对硅橡胶试片的老化程度进行分析。检测在红外光谱的图谱中测量硅橡胶材料中各基团对应800cm^^3500cm^的吸收峰峰高值，通过上述吸收峰值与未受力硅橡胶材料对应各基团吸收峰值的差值表明硅橡胶材料的老化程度。
【权利要求】
1.一种模拟硅橡胶复合套管老化的试验装置，它包括上板(I)、下板(5)和上板支柱(2)，其特征在于，它还包括针电极(8)和拱形电极(4)，所述上板(I)的底面设置针电极(8)，下板(5)上设置与针电极(8)相对应的拱形电极(4)，拱形电极(4)底部设置预应力调节机构；在拱形电极(4)的拱形表面活动设置压力传感器(7)，通过压力传感器(7)测定硅橡胶试片(3)所受应力。
2.根据权利要求1所述的模拟硅橡胶复合套管老化的试验装置，其特征在于，所述预应力调节机构包括托板(11)和与托板(11)套接的调节螺栓(12)，托板(11)固定在拱形电极(4)底部，调节螺栓(12)穿过下板(5)并与下板(5)螺纹配合。
3.根据权利要求2所述的模拟硅橡胶复合套管老化的试验装置，其特征在于，所述拱形电极(4)是由紫铜制成的顶面为拱形的长方体，所述长方体的长、宽为30cm、厚度5mm，拱形为半圆拱，半圆拱的直径为5cm。
【文档编号】G01N33/44GK203929698SQ201420339203
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】莫小向, 梁英, 易春芳, 崔春艳, 刘云鹏 申请人:广西电网有限责任公司河池供电局, 华北电力大学（保定）