插拔式中间接头缺陷模型的制作方法

本实用新型涉及电缆模拟检测领域，尤其是一种插拔式中间接头缺陷模型。

背景技术：

交联聚乙烯电缆已大量应用于国内外配电网系统，但由于施工、安装质量参差不齐，运行维护粗糙，造成电缆故障问题比较突出。国内电力行业曾对电缆运行故障概率进行统计分析，数据表明：去除外力破坏的故障之后，对于电缆线路，70％以上的运行故障是由电缆附件故障引起的，即电缆终端缺陷和中间接头缺陷。电缆中间接头常见的故障原因包括：(1)制造质量的缺陷，如接头内部存在杂质、气泡等；(2)安装质量的缺陷，如未按规定的尺寸、工艺要求进行安装，安装过程中引入水气、杂质、金属或半导电颗粒，外半导电层存在突起，主绝缘结构受到破损，电缆端头因未预热引起回缩过度，导体压接部位出现棱角或尖刺以及应力锥安装错位等；(3)绝缘与缆芯的界面缺陷，如冷缩头握紧力不足，形成气隙；(4)绝缘的老化，包括电-热多因子老化、进潮和化学腐蚀等加速老化。以上各种原因引起的缺陷容易造成电缆中间接头形成局部场强过高而产生局部放电，加速绝缘老化，引起接头击穿事故；同时容易造成接头内部发生沿面闪络放电，形成沿电缆绝缘表面的碳化通道，引起接头击穿事故等。

公布号为CN103630806A的中国专利公开的“10kV电缆中间接头应力锥错位局部放电模型制作方法”，制作过程包括剥离电缆、包扎、清洗、连接等步骤，是在电缆本体上进行放电模型制作，破坏了电缆本身结构，且制作模型单一。

公布号为CN103630804A的中国专利公开的“电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型制作方法”，通过剥离电缆、包扎、清洗连接等步骤，制成完成10kV电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型，同样是在电缆本体上进行制作，破坏了原来的电缆结构。

综上所述，对于交联聚乙烯(XLPE)电力电缆，现有的缺陷模型基本上都是在电缆本体上进行制作完成，不仅破坏了电缆结构，同样限制了电缆缺陷模型的种类，不足以全面的反映电缆中间接头在制造、安装和运行过程中暴露出来的问题。目前还没有在不破坏电缆结构的基础上，对交联聚乙烯绝缘电缆典型缺陷放电进行的模拟。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提出了一种插拔式中间接头缺陷模型，利用拔插式中间接头模拟交联聚乙烯绝缘电缆典型缺陷放电，制作了无局放模型和六种典型缺陷模型，拔插式方式实现了测试中的缺陷模型替换，在不破坏电缆本体结构的基础上，完成缺陷模型的制作，同时可以达到模拟电缆在制造、安装和运行过程中遇到问题的效果。

本实用新型的技术方案是：一种拔插式中间接头缺陷模型，包括缆芯，其中，所述缆芯的两端端面分别设置内螺纹孔，内螺纹孔内设有插头，插头包括柱螺栓和锁紧装置，柱螺栓的外螺纹与内螺纹孔的内螺纹啮合，缆芯的环形外表面设有内半导电层，内半导电层的环形外侧设有主绝缘层，主绝缘层的环形外侧的中部设有外半导电层，主绝缘层的环形外侧的两端分别设置应力锥，应力锥底部的一端绕包在外半导电层的外部，另一端绕包在外半导电层断口的环形外侧。

本实用新型中，所述主绝缘层的外表面放置有金属铜颗粒，此时该模型为主绝缘表面颗粒缺陷模型。

所述主绝缘层的外表面沿轴向设有长度为2-5cm、深度为1-2mm的划伤线，此时该模型为主绝缘划伤缺陷模型。

所述缆芯的外表面设有至少一个缆芯毛刺，此时该模型为缆芯毛刺缺陷模型。

所述外半导电层断口处的环形外表面设置带有尖端形状的外半导电层毛刺，外半导电层毛刺的截面形状可以为三角形、也可以为其它形状，只要能带有尖角即可，此时该模型为外半导电层毛刺缺陷模型。

所述主绝缘层的外侧两端分别绕包应力锥和绝缘胶带，主绝缘层的一端绕包有应力锥，另一端绕包有绝缘胶带，此时该模型为端头端口绕包绝缘胶带缺陷模型。

所述外半导电层的端口与应力锥的搭接处设有在浓度为5％的盐水中充分浸泡12h的绵线，此时该模型为中间接头受潮缺陷模型，

本实用新型的有益效果：

(1)在不破坏电缆本体结构的基础上，完成六种典型缺陷模型的制作；

(2)拔插式方式实现了测试中的缺陷模型替换；

(3)可以达到模拟电缆在制造、安装和运行过程中遇到问题的效果，具有重要的现实意义。

附图说明

图1是实施例1中拔插式中间接头缺陷模型的结构示意图；

图2是实施例2中拔插式中间接头缺陷模型的结构示意图；

图3是实施例3中拔插式中间接头缺陷模型的结构示意图；

图4是实施例4中拔插式中间接头缺陷模型的结构示意图；

图5是实施例5中拔插式中间接头缺陷模型的结构示意图；

图6是实施例6中拔插式中间接头缺陷模型的结构示意图。

图中：1内半导电层；2主绝缘层；3应力锥；4外半导电层；5缆芯；6金属颗粒；7主绝缘层划伤线；8缆芯毛刺；9外半导电层毛刺；10绝缘胶带；11绵线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

实施例1

如图1所示，本实施例中的拔插式中间接头缺陷模型为主绝缘层表面颗粒缺陷模型，该模型包括位于中部的缆芯5，缆芯5的两端端面分别设置内螺纹孔，内螺纹孔内设有插头，插头包括柱螺栓和锁紧装置，柱螺栓的外螺纹与内螺纹孔的内螺纹啮合。缆芯5的环形外表面设有内半导电层1，内半导电层1的环形外侧设有主绝缘层2，主绝缘层2由绝缘材料制成，主绝缘层2的外表面放置有少量的金属铜颗粒。主绝缘层2的环形外侧的中部设有外半导电层4，主绝缘层2的环形外侧的两端分别设置应力锥3，应力锥3底部的一端绕包在外半导电层4的外部，另一端绕包在外半导电层4断口的环形外侧。

该实施例还包括一种主绝缘层表面颗粒缺陷模型的制作方法，该方法包括以下步骤：

第一步，制作主绝缘表面颗粒缺陷模型的模具。模具包括缆芯、套筒、顶部端盖、底部端盖和螺栓，在缆芯的两端分别加工处内螺纹孔后，将缆芯放入套筒中，缆芯的两端分别通过螺栓固定在顶部端盖和底部端盖上，并通过螺栓和缆芯两端的内螺纹之间的相互啮合，将缆芯的位置固定。顶部端盖处设有浇注孔，底部端盖设有溢出孔，两端盖中心位置设有直径 1.5mm的通孔，其作用是为了更好的排出绝缘材料中的气泡。

第二步，制作主绝缘表面颗粒缺陷模型。

(1)在缆芯上均匀喷涂半导电材料，待半导电材料至完全干透，形成内半导电层；

(2)将缆芯放入上述模具中进行绝缘材料浇注，浇注完毕，放入烘箱中烘干，烘干温度为100-180℃，烘干时间为1-2h，形成主绝缘层，烘干后脱模，去掉套筒和两端的端盖；

(3)在主绝缘层的环形外表面放置少量金属铜颗粒；

(4)在主绝缘层的外侧中部均匀喷涂半导电材料，至材料完全干透，形成外半导电层；

(5)主绝缘层的外部缠绕铜编织带作为外屏蔽层，缆芯两端的内螺纹连接带有锁紧装置和柱螺栓的插头，缆芯两端头作屏蔽处理，在主绝缘层的外侧两端分别绕包应力锥，应力锥与外半导电层的断口搭接，应力锥附近的场强均匀分布，大大减少金属屏蔽层附近的电场集中。

该模型可用于模拟电缆的主绝缘表面存在颗粒缺陷时的放电。

实施例2

与实施例1不同的是，本实施例中的拔插式中间接头缺陷模型为主绝缘层划伤缺陷模型，如图2所示，在主绝缘层2的外表面沿轴向划出长度为2-5cm、深度为1-2mm的肉眼可见的划伤线7。

与实施例1中的拔插式中间接头缺陷模型的制作方法不同的是，浇注形成主绝缘层后，在主绝缘层的环形外表面上沿其轴向划出长度为2-5cm、深度为1-2mm的肉眼可见的划伤线。

该模型可用于模拟电缆的主绝缘表面存在划伤缺陷时的放电。

其它同实施例1。

实施例3

与实施例1不同的是，本实施例中的拔插式中间接头缺陷模型为缆芯毛刺缺陷模型，缆芯5的外表面设有至少一个缆芯毛刺8。

与实施例1中的拔插式中间接头缺陷模型的制作方法不同的是，缆芯5在生产过程中其外表面不做光滑处理。

该模型可用于模拟电缆的缆芯存在毛刺时的放电。

其它同实施例1。

实施例4

与实施例1不同的是，本实施例中的拔插式中间接头缺陷模型为外半导电层缺陷模型，在外半导电层4断口处的外表面设置带有尖端形状的外半导电层毛刺9，外半导电层毛刺9 的截面形状可以为三角形、也可以为其它形状，只要能带有尖角即可。

与实施例1中的拔插式中间接头缺陷模型的制作方法不同的是，在主绝缘层的外侧中部均匀喷涂半导电材料时，将半导电材料的断口处喷涂出尖端形状。

该模型可用于模拟外半导电层存在毛刺时的放电。

其它同实施例1。

实施例5

与实施例1不同的是，本实施例中的拔插式中间接头缺陷模型为端头端口绕包绝缘胶带缺陷模型，在主绝缘层2的外侧两端分别绕包应力锥3和绝缘胶带10，即主绝缘层2的一端绕包有应力锥3，另一端绕包有绝缘胶带10。

与实施例1中的拔插式中间接头缺陷模型的制作方法不同的是，对缆芯两端头作屏蔽处理时，未按照要求做外半导电层屏蔽处理，主绝缘层的外侧一端绕包应力锥，应力锥与该侧的外半导电层的断口搭接，而主绝缘层的外侧另一端绕包绝缘胶带。

该模型可用于模拟端头端口绕包绝缘胶带时的放电。

其它同实施例1。

实施例6

与实施例1不同的是，本实施例中的拔插式中间接头缺陷模型为中间接头受潮缺陷模型，在外半导电层1的端口与应力锥3的搭接处设有在浓度为5％的盐水中充分浸泡12h的绵线11。

与实施例1中的拔插式中间接头缺陷模型的制作方法不同的是，缆芯两端头作屏蔽处理，在主绝缘层的外侧两端分别绕包应力锥时，在应力锥与外半导电层断口的搭接处埋入在浓度为5％的盐水中充分浸泡12h的绵线。

该模型可用于用于模拟电缆严重受潮而形成水树枝的情况。

其它同实施例1。