交联聚乙烯绝缘电缆副产物迁移收集测试装置的制作方法

本发明涉及的是一种电力电缆性能测试领域的技术，具体是一种交联聚乙烯(xlpe)绝缘电缆副产物迁移收集测试装置。

背景技术：

xlpe绝缘电缆具有环境友好、运行温度高和输送容量大的特点，对比传统的充油电缆和油纸绝缘电缆具备明显优势，在国内外电力建设中起到了关键作用。工业应用中，xlpe绝缘电缆绝缘层的原材料为线型低密度聚乙烯(ldpe)，其中按比例添加一定的过氧化二异丙苯(dcp)作为交联剂，在一定的温度条件下dcp发生分解，诱使线型的ldpe分子发生交联反应，从而转化为网状体型大分子结构的xlpe。dcp在受热分解过程中除了生成可促使ldpe转化为xlpe的功能基团，还会生成一系列副产物，该副产物主要以小分子的形式留存在xlpe中，会对xlpe的电气性能产生多种负面影响，所以尽量减少副产物在xlpe绝缘中的残余量。不同电缆长度、电缆规格和绝缘厚度下副产物的脱除效果不同，需要配合更为全面准确的残余副产物收集和测试方法深入研究，从而得到不同副产物在xlpe中的迁移规律，指导工业生产中优化脱气方法。现有技术中，副产物的迁移收集测试大都是基于片状样品开展，或是通过ldpe材料压片后再进行交联得到xlpe样片，或是从完成加工的xlpe电缆上削取样片，此方法无法准确模拟副产物在同轴结构的电缆中迁移过程，会对后续副产物质量、浓度和迁移系数的测试分析带来误差。

由于副产物对xlpe的电气性能有诸多负面影响，很多研究都致力于寻求快速使xlpe中副产物消失，或者找到使副产物尽快减少的方式及副产物减少的规律与哪些因素有关。现有xlpe绝缘电缆，特别是高压直流电缆在研发和批量应用过程中对于副产物的研究和检测都仅针对片状样品开展，原因在于切片是取得xpe样品最便捷的方法，但是同样面临着较大的弊端，主要在于副产物在xlpe中是以小分子存在的，受外部温度和空气成分的影响，副产物小分子会从浓度大的位置向浓度小的位置以及xlpe外部的空气中扩散，但是片状样品的比表面积过大，并且副产物在片状样品中的扩散方向仅为垂直于片材表面，因此得到的研究结果仅能得到理论上的近似规律，真正工程应用的xlpe绝缘电缆绝缘结构为中空的圆柱形结构，副产物在中空的圆柱形中扩散的方向包括沿径向向外、沿径向向内和沿轴向扩散等几个不同方向，且圆柱形绝缘结构会真实体现电缆本体具有的温度梯度，上述因素对研究副产物在真实电缆中的真实扩散规律有重要影响，因此有必要开发一种可真实模拟真实电缆内部副产物扩散过程的装置，辅助研究相关课题。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种交联聚乙烯(xlpe)绝缘电缆副产物迁移收集测试装置，能够固定和密封绝缘线芯，促使副产物由绝缘内层向外沿径向均匀迁移。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：与副产物迁移收集部件相连的温度检测部件和压强检测部件，其中：副产物迁移收集部件包括：通过调节螺栓连接的支撑盖板和密封盖板；温度检测部件包括：热电偶、引出线和温度读取装置，热电偶通过密封螺栓上的孔进入绝缘线芯内部并浸于绝缘线芯中空部位的副产物溶液中，引出线将热电偶监测的温度信号传输至温度读取装置并监控内部温度；压强检测部件包括：压强传感器、引出线和压强读取装置，压强传感器通过引出线穿过密封螺栓并设置于其内表面，压强传感器将监测到的压强变化信息通过引出线传输至压强读取装置。

所述的调节螺栓与支撑盖板采用半通透螺纹孔连接。

所述的调节螺栓与密封盖板采用全通透螺纹孔连接。

所述的支撑盖板和密封盖板在与绝缘线芯接触的方向上各设有两枚密封垫圈。

所述的密封盖板的密封垫圈上设有通透的螺纹孔并配有密封螺栓。

技术效果

本发明针对性解决了现有技术基于xlpe切片完成，片状样品的比表面积过大，并且副产物在片状样品中的扩散方向仅为垂直于片材表面的技术问题，通过与真实电缆副产物扩散特征完全相同的模拟装置，在绝缘线芯径向同时得到不同浓度的副产物分布，避免以往基于切片测试时需要多次调整副产物浓度或者处理时间进行制样的过程，可以得到与工程应用的真实电缆完全相同的副产物扩散迁移规律，为相关研究提供了更为可靠的方法及数据。

与现有技术相比，本发明直接应用于xlpe绝缘电缆同轴线芯的检测中，节省了传统方法中利用平板试样完成测试再行等效到实际电缆结构中的过程，提高了效率且避免了由于等效过程不准确带来的结果误差。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为副产物迁移收集部件；

图3为支撑盖板的结构示意图；

图4为密封盖板的俯视图；

图5为密封盖板的侧视图；

图6为调节螺栓的结构示意图；

图7为密封螺栓的结构示意图；

图8为支撑盖板示意图；

图9为密封盖板示意图；

图中：副产物迁移收集部件1、温度检测部件2、压强检测部件3、支撑盖板4、密封盖板5、调节螺栓6、螺孔7、密封垫圈8、螺纹孔9、密封螺栓10、螺母11、绝缘线芯12、半通透螺纹孔13、密封通道14、全通透螺纹孔15。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例包括：与副产物迁移收集部件1相连的温度检测部件2和压强检测部件3。

如图2所示，所述的副产物迁移收集部件1包括：支撑盖板4、密封盖板5和三根调节螺栓6，其中：支撑盖板4与密封盖板5通过三根调节螺栓6连接，三根调节螺栓6均布于密封盖板5和支撑盖板4的圆周上的螺孔7内。

如图3所示，所述的支撑盖板4的直径为200mm，高度为20mm的圆形平板，其螺孔为半通透螺纹孔，该半通透的螺纹孔的直径为15mm，其圆心距支撑盖板4的边缘为20mm，螺孔7深度为10mm。

如图4所示，所述的密封盖板5的尺寸与支撑盖板4相同，其螺孔为全通透螺纹孔15。

如图2和图5所示，所述的支撑盖板4和密封盖板5的中央均同轴设有两枚密封垫圈8形成凸字形。

所述的支撑盖板4的两枚密封垫圈8的规格分别为80×5mm和20×5mm。

所述的密封盖板5的密封垫圈处8设有通透的螺纹孔9且配有一枚密封螺栓10。

所述的密封螺栓10为螺栓与螺帽一体化的结构，该螺栓的外径为10mm，该螺帽为内接圆直径为15mm的六边形螺帽。

如图6所示，所述的调节螺栓6为单端螺纹结构，其长度为300mm，其外径为15mm，其螺纹长度为280mm，其自螺纹起始端起每10mm设置刻度。

如图7所示，所述的调节螺栓6配有六边形螺母11，该螺母11的螺纹内径为15mm，其内接圆直径为20mm。

所述的温度检测部件2包括：热电偶、引出线和温度读取装置，其中：热电偶通过密封螺栓10上的孔进入绝缘线芯12内部并浸于绝缘线芯12中空部位的副产物溶液中，引出线将热电偶监测的温度信号传输至温度读取装置并监控内部温度。

所述的压强检测部件3包括：压强传感器、引出线和压强读取装置，其中：压强传感器通过引出线穿过密封螺栓10并设置于其内表面，压强传感器将监测到的压强变化信息通过引出线传输至压强读取装置。

所述的密封垫圈8采用聚四氟乙烯，其余部件则选用316l不锈钢材质。

在60℃-70℃的温度条件下，通过实施例1的组合方式，在72小时后，可以在圆柱状绝缘线芯样品中得到分布明显的副产物制备结果，由内层向外层呈近似线性梯度减小分布。

实施例2

与实施例1相比，本实施例的副产物迁移收集部件包括：支撑盖板、密封盖板和一根调节螺栓，其中：支撑盖板与密封盖板的中央通过一根调节螺栓连接。支撑盖板见图8，密封盖板见图9。

所述的调节螺栓与支撑盖板的连接处为一个半通透的螺纹孔。

所述的调节螺栓与密封盖板的连接处为一个全通透的螺纹孔。

所述的支撑盖板和密封盖板与绝缘线芯12接触的方向上设有密封垫圈。

所述的密封盖板的螺纹孔的两侧设有密封通道14以便于温度检测部件和压强检测部件穿过。

本实施例的装置通过以下方式工作：在调节螺栓的一端拧入螺孔后，绝缘线芯12的中空部位套入调节螺栓并设置于支撑盖板上，再将调节螺栓的另一端与密封盖板的螺孔配合。

与现有技术相比本发明的优势在于：本发明能够在现有基础上减少取得全面数据所需要完成的制样次数。

对于绝缘厚度为t(单位为mm)的电缆，基于上述实施例，可一次性完成全部绝缘厚度下的副产物分布制样，即在指定的副产物种类和温度下，通过相同时间处理后，本发明可得到t个厚度为1.0mm的研究对象，传统的切片研究方法，需要分布进行t次1.0mm样品制备和处理，并且在处理后的样品中无法得到有规律的副产物浓度分布，需要多次调整副产物处理时间才可得到与本发明相近的结果，因此本发明可大大提高样品准备效率及改善样品效果。

上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。