精密型硫化橡胶击穿强度试验机实验研究

为了检测绝缘材料击穿强度在线检测方法的性 能 ，进行实验验证。实验中使用的检测仪器ZJC-50E智德创新高压击穿试验装置，选用交联聚乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、合成橡胶以及天然橡胶 5 种电缆绝缘材料作为实验对象。表1不同电缆绝缘材料的断裂伸长率和拉伸强度。

电缆绝缘材料击穿强度数据共分为两种类别，包括内部因素相关数据与外部因素相关数据，对5种电缆绝缘材料的 检测指标进行分级处理,得出具体的绝缘热延伸检测指标分级情况如表2所示。

其中，危险:指标性能指数较低，已经超过标准性能指数值,会严重影响绝缘材料的击穿强度;怀疑:指标性能指数偏低，略微超过标准性能指数值，会对绝缘材料的击穿强度造成一定影响；正常 ：指标性能指数良好，接近标准性能指数值，基本不会对绝缘材料的击穿强度造成影响；优良:指标性能指数优良，在标准性能指数值以内，不会对绝缘材料的击穿强度造成影响。

实验过程

以电缆绝缘材料，包括交联聚乙烯、聚乙烯、乙丙橡胶与丁基橡胶组成的合成橡胶、聚氯乙烯、天然橡胶为对象，利用所提方法对其进行击穿强度在线检测。确保电缆的运行状态正常后，对这五种电缆绝缘材料的击穿强度进行测试，获取抗击穿强度优的电缆绝缘材料，通过检测得到不同电缆 绝缘材料的拉伸应力变化结果如图2 所示。

分析图 2 可知，五种绝缘材料的拉伸应力变化情况没有明显的差异性，在拉伸过程中，仅合成橡胶的应力产生了小幅度的变化，其应力值在应变为 300 - 3 6 0 % 之间有所降低 , 说明采用所提方法能够对不同绝缘材料的拉伸应力进行有效检测。

实验结果

为了验证所提方法的实际应用性能，使用基于逆散射理论的电缆绝缘材料击穿强度检测方法（方 法 1 )、基于时域反射的电缆绝缘材料击穿强度检测方法（方 法 2 ) 、电缆绝缘材料击穿强度在线检测方法对天然橡胶电缆绝缘材料的绝缘热延伸指标进行检测，选取的指标级别分别为优良、正常和危险，具体绝缘热延伸检测指标在线检测数据如图3 所示。

根据图 3 所示的绝缘热延伸检测结果可知，基于逆散射理论的检测方法和基于时域反射的检测方法在绝缘热延伸检测指标级别不同的情况下，检测结果准确性表现为:优良 > 正常 > 危险，说明绝缘热延伸检测指标级别会对检测结果的准确性造成影响。所提方法的检测结果准确性与现有方法的变化趋势类似，同样存在优良 > 正常 > 危险的变化特征 ，但是与现有方法相比,所提方法的检测准确性更高，说明该方法能有效降低检测结果的偏差率，检测结果可靠性更强。这是由于该方法采用Mallet算法对采集得到的数据进行分解，消除了电缆绝缘材料击穿强度数据中会使检测结果出现偏差的部分，从而提高了检测准确度。

除了检测结果的准确度可以验证检测方法的有效性之外 ，检测耗时同样可以评价方法的实用性，图 4 为不同方法的检测耗时对比结果。

分析图 4 可知，采用方法 1 和方法 2 对电缆绝缘材料击穿强度进行在线检测时，检测耗时明显高于所提方法，所提方法的检测耗时最多不超过 1. 〇s ,说明该方法可以实现对电缆绝缘材料击穿强度的快速检测，检测效率较髙，具有较强的实际应用价值。

综上实验结果可知，所提方法指标性能指数优良，在标准性能指数值以内，不会对绝缘材料的击穿强度造成影响 , 充分证明所提方法准确度较髙，并且具有较高的稳定性，并且该方法的检测耗时较低 ,检测效率较高，说明该方法具有较高的实际应用性。

精密型硫化橡胶击穿强度试验机—关于击穿强度实验平台的一般说明：

（1）使用计算机控制，并采集所有信号；

（2）通过无级调压控制箱生成需要的波形并且输出0-200V电压，通过外部触发按键切换50Hz正弦波和100Hz方波；

（3）通过高压变压器生成需要的0-100kV电压，并且通过机械机构切换交直流；

（4）在试样架正负极预留外部电源输入接口；

（5）直流电压通过0.5uF高压采样电容滤波，使纹波系数≤2%；

（6）高压采样部分采集电压和电流，通过AD转换传递给计算机，同时预留出外部取样接口；

（7）在直流试验时，通过电感限制电容放电，防止放电电流过大造成干扰；

（8）整机接线如下图所示，包含计算机和放电、照明等系统的接线方式。

图 6 击穿强度实验平台整机接线图