本發(fā)明屬于電纜終端高壓實驗領(lǐng)域，具體涉及一種車載電纜終端在特殊環(huán)境溫度下的泄漏電流測試系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)：

車載高壓電纜承擔(dān)著輸送電能的重要作用，電纜使用狀態(tài)直接影響著牽引供電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定與經(jīng)濟運行。電纜終端是電纜線路的重要組成部分，同時在運行系統(tǒng)中也是比較薄弱的環(huán)節(jié)。電纜終端處電場分布極不均勻，容易造成絕緣擊穿等故障。泄漏電流測試作為一種高壓實驗，可以有效檢測電纜終端絕緣狀態(tài)，以便及時對劣化嚴(yán)重的終端做出處理。在我國西北地區(qū)，高速動車組及電力機車運行時穿越地區(qū)環(huán)境溫度變化較大，特殊的運行環(huán)境導(dǎo)致車載電纜終端更易發(fā)生故障。模擬復(fù)雜的真實工況進行相關(guān)的電氣測試比較困難，為此需要針對這種工況專門研究一種車載電纜終端在特殊環(huán)境溫度下的泄漏電流測試系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種車載電纜終端在特殊環(huán)境溫度下的泄漏電流測試系統(tǒng)與方法，使之能夠?qū)崿F(xiàn)特殊運行工況環(huán)境溫度車載電纜的高壓實驗，測量車載電纜在特殊運行工況環(huán)境溫度下的泄漏電流等參數(shù)，對電纜終端整體絕緣狀態(tài)進行評估。

本發(fā)明的目的是通過如下的手段實現(xiàn)的：

一種車載電纜終端在特殊環(huán)境溫度下的泄漏電流測試系統(tǒng)，用于實現(xiàn)特殊運行工況溫度場下的電纜終端泄漏電流實驗，主要由高溫加熱模擬系統(tǒng)，低溫環(huán)境模擬系統(tǒng)，溫度控制器、氣流調(diào)節(jié)系統(tǒng)和頻域介電譜測試系統(tǒng)組成；高溫加熱模擬系統(tǒng)置于低溫環(huán)境模擬系統(tǒng)的腔體內(nèi)，溫度控制系統(tǒng)和泄漏電流測試系統(tǒng)置于低溫環(huán)境模擬系統(tǒng)的腔體外，具體構(gòu)成為：

高溫加熱模擬系統(tǒng)構(gòu)成為：試驗油杯15通過支架21支撐在低溫試驗箱14內(nèi)；試驗油杯15分為外壁和內(nèi)壁，內(nèi)壁23為絕緣導(dǎo)熱層，電阻絲16布置在試驗油杯15杯壁夾層中，具有八只傳感器的傳感器組分兩列依附在試驗油杯15內(nèi)壁，在內(nèi)壁深度方向等距排列；有機玻璃蓋32封住杯口并預(yù)留用于通過被測電纜終端19和電氣導(dǎo)線的通孔；所述電氣導(dǎo)線包括用作試驗油杯內(nèi)的電阻絲16和傳感器組與外部直流電源1、溫度控制系統(tǒng)2連接的電氣導(dǎo)線；

所述低溫環(huán)境模擬系統(tǒng)具有低溫試驗箱14，低溫試驗箱14頂部設(shè)置有換氣孔22和排氣管20，排氣管20與外部氣流調(diào)節(jié)系統(tǒng)4相通；四個傳感器兩兩分置于低溫試驗箱內(nèi)上部和下部；低溫試驗箱14頂部預(yù)留有相應(yīng)通孔以容納被測電纜終端和電氣導(dǎo)線通過；

所述溫度控制系統(tǒng)的溫度控制器2與所述各傳感器連接；直流電源1通過導(dǎo)線分別與電阻絲16和溫度控制系統(tǒng)2相連；pc機3與溫度控制系統(tǒng)2相連，并根據(jù)各傳感器和溫度控制系統(tǒng)2采集處理的數(shù)據(jù)對氣流調(diào)節(jié)系統(tǒng)4進行控制；

所述泄漏電流測試系統(tǒng)主要由試驗變壓器7，泄漏電流測試儀6構(gòu)成，其中試驗變壓器7通過導(dǎo)線和防暈罩8相連，防暈罩8連接纜芯導(dǎo)體，而泄漏電流測試儀6通過接地線13與電纜屏蔽層12相連，進而形成測試回路；

試驗時對電纜終端19施加電壓激勵，記錄各溫度下施加不同電壓激勵后的泄漏電流測試儀6的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對不同環(huán)境溫度變化條件下電纜終端泄漏電流的測試。

試驗油杯15外部高度為600mm，下部支架21垂直高度200mm，試驗油杯15為雙層，油杯內(nèi)層直徑為300mm，外層直徑為340mm，其中夾層20mm，電阻絲16寬度為10mm，有機玻璃蓋32厚度10mm，其中有機玻璃蓋32上開口寬度為56mm。

本發(fā)明的目的還在于提供一種特殊環(huán)境溫度條件下的電纜終端泄漏電流測試方法：

采用如上系統(tǒng)進行特殊環(huán)境溫度條件下的電纜終端泄漏電流實驗方法，包括如下步驟：

1)電纜終端19通過有機玻璃蓋32進入試驗油杯15，絕緣油17完全浸沒絕緣傘裙18，接通低溫試驗箱14和直流電源1，對試驗油杯15進行降溫或者升溫；

2)啟動氣流調(diào)節(jié)系統(tǒng)4，使試驗系統(tǒng)內(nèi)部對流速度加快，實現(xiàn)溫度的快速變化；

3)打開溫度控制器2，設(shè)置所需要的高溫溫度和低溫溫度，以及高溫和低溫交替進行的頻率和高溫持續(xù)時間、低溫持續(xù)時間；

4)對電纜終端19進行高低溫交替處理后，接通試驗變壓器7，對電纜終端19施加高壓激勵；

5)使用外設(shè)的泄漏電流測試儀6檢測在特殊環(huán)境溫度條件下，電纜終端19的泄漏電流。

采用本發(fā)明的方案，能夠?qū)崿F(xiàn)特殊運行工況環(huán)境溫度車載電纜的高壓實驗，測量車載電纜在特殊運行工況環(huán)境溫度下的泄漏電流等參數(shù)，對電纜終端整體絕緣狀態(tài)進行評估。

附圖說明

圖1本發(fā)明實驗裝置系統(tǒng)外觀結(jié)構(gòu)及組成示意圖

圖2本發(fā)明實驗裝置中試驗油杯的詳細(xì)結(jié)構(gòu)尺寸圖

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明：

圖1所示為本發(fā)明實驗裝置外觀結(jié)構(gòu)及組成示意圖。由圖1可知一種車載電纜終端在特殊環(huán)境溫度下的泄漏電流測試系統(tǒng)與方法，能夠?qū)崿F(xiàn)特殊運行工況溫度場下的電纜終端泄漏電流實驗，其特征在于，實驗系統(tǒng)主要有由低溫環(huán)境模擬系統(tǒng)，高溫環(huán)境模擬系統(tǒng)，溫度集成控制系統(tǒng)和泄漏電流測試系統(tǒng)構(gòu)成，其中：

所述低溫環(huán)境模擬系統(tǒng)主要由溫度控制器2、九號傳感器33、十號傳感器34、十一號傳感器35、十二號傳感器36、換氣孔22、排氣管20、換氣泵5低溫試驗箱14構(gòu)成，其中：溫度控制器2用于對電纜終端19降溫調(diào)控；九號傳感器33與十二號傳感器36安置在低溫試驗箱14頂部，十號傳感器34與十一號傳感器35安置在低溫試驗箱14底部，四個傳感器用以實現(xiàn)實時檢測低溫試驗箱14各個區(qū)域的環(huán)境溫度并將數(shù)據(jù)遞交溫度控制器2處理；換氣泵5通過對系統(tǒng)內(nèi)空氣流動的加速來加快溫度調(diào)節(jié)，達到對電纜終端19試驗溫度的快速調(diào)節(jié)的目的；換氣孔22安置在低溫試驗箱14頂部在換氣泵5開啟時打開以保障試驗箱內(nèi)部空氣對流；

所述高溫環(huán)境模擬系統(tǒng)主要由試驗油杯15、電纜終端19、絕緣油17、電阻絲16、一號傳感器24二號傳感器25、三號傳感器26、四號傳感器27、五號傳感器28、六號傳感器29、七號傳感器30、八號傳感器31、直流電源1、溫度控制器2組成，其中：電纜終端19包括電纜纜芯9、電纜主絕緣10、電纜護套11、屏蔽層12以及絕緣傘裙18，外部纜芯加裝防暈罩8用于消除試驗過程中端部電暈放電對測量的干擾，電纜終端19通過有機玻璃蓋32浸入試驗油杯15的絕緣油17中，使絕緣油17完全浸沒絕緣傘裙18；試驗油杯15分為外壁和內(nèi)壁，內(nèi)壁即為絕緣導(dǎo)熱層23，電阻絲16布置在試驗油杯15杯壁夾層中，有機玻璃蓋32與電纜之間作有效密封，試驗油杯15通過支架21支撐在低溫試驗箱14內(nèi)；電阻絲16用耐高溫絕緣膠帶封裝在試驗油杯15夾層中，為試驗油杯15加熱，電阻絲16穿過有機玻璃蓋32與直流電源1相連，溫度控制器2通過光纖接收傳感器數(shù)據(jù)，再與直流電源1相連，控制直流電源的開斷，實現(xiàn)對試驗油杯15內(nèi)，即電纜終端外部環(huán)境中溫度的有效控制；

所述溫度集成控制系統(tǒng)包括：pc機3、溫度控制器2、一號傳感器24、二號傳感器25、三號傳感器26、四號傳感器27、五號傳感器28、六號傳感器29、七號傳感器30、八號傳感器31、九號傳感器33、十號傳感器34、十一號傳感器35、十二號傳感器36及其連接光纖、直流電源1、電阻絲16構(gòu)成，其中：直流電源1通過光纖分別與電阻絲16和溫度控制器2相連，通過溫度控制器2對直流電源1進行調(diào)控，控制電阻絲16的加熱狀態(tài)，一號傳感器24、二號傳感器25、三號傳感器26、四號傳感器27、五號傳感器28、六號傳感器29、七號傳感器30、八號傳感器31間隔放置在絕緣油杯中，并分別用光纖與溫度控制器2相連。九號傳感器33與十二號傳感器36安置在低溫試驗箱14內(nèi)頂部，十號傳感器34與十一號傳感器35安置在低溫試驗箱14內(nèi)底部，并依次用光纖與溫度控制器2相連，pc機3與溫度控制器2相連，并根據(jù)各傳感器和溫度控制器2采集處理的數(shù)據(jù)對氣流調(diào)節(jié)系統(tǒng)4進行控制；

所述泄漏電流測試系統(tǒng)主要由試驗變壓器7，泄漏電流測試儀6構(gòu)成：其中試驗變壓器7通過導(dǎo)線和防暈罩8相連，防暈罩8連接纜芯導(dǎo)體，而泄漏電流測試儀6通過接地線13與電纜屏蔽層12相連，進而形成測試回路。試驗時對電纜終端19施加電壓激勵，記錄各溫度下施加不同電壓激勵后的泄漏電流測試儀6的數(shù)據(jù)。實現(xiàn)對不同環(huán)境溫度變化條件下，電纜終端泄漏電流的測試。

一種特殊環(huán)境溫度條件下的電纜終端泄漏電流測試方法，包括如下步驟，1)接通低溫試驗箱14和直流電源1，對試驗油杯15進行降溫或者升溫；

2)啟動氣流調(diào)節(jié)系統(tǒng)4，使試驗系統(tǒng)內(nèi)部對流速度加快，實現(xiàn)溫度的快速變化；

3)打開溫度控制器2)，設(shè)置所需要的高溫溫度和低溫溫度，以及高溫和低溫交替進行的頻率和高溫持續(xù)時間、低溫持續(xù)時間；

4)對電纜終端19進行高低溫交替處理后，接通試驗變壓器7，對電纜終端19施加高壓激勵；

5)使用外設(shè)的泄漏電流測試儀6檢測在特殊環(huán)境溫度條件下，電纜終端19的泄漏電流。

圖1為本發(fā)明實驗系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖。從圖中可以看出一種車載電纜終端在特殊環(huán)境溫度下的泄漏電流測試系統(tǒng)包括低溫環(huán)境模擬系統(tǒng)，高溫環(huán)境模擬系統(tǒng)，溫度集成控制系統(tǒng)和泄漏電流測試系統(tǒng)。低溫環(huán)境模擬系統(tǒng)主要由溫度控制器2、九號傳感器33、十號傳感器34、十一號傳感器35、十二號傳感器36、換氣孔22、排氣管20、換氣泵5低溫試驗箱14構(gòu)成；高溫環(huán)境模擬系統(tǒng)主要由試驗油杯15、電纜終端19、絕緣油17、電阻絲16、一號傳感器24二號傳感器25、三號傳感器26、四號傳感器27、五號傳感器28、六號傳感器29、七號傳感器30、八號傳感器31、直流電源1、溫度控制器2構(gòu)成；溫度集成控制系統(tǒng)包括：pc機3、溫度控制器2、一號傳感器24、二號傳感器25、三號傳感器26、四號傳感器27、五號傳感器28、六號傳感器29、七號傳感器30、八號傳感器31、九號傳感器33、十號傳感器34、十一號傳感器35、十二號傳感器36及其連接光纖、直流電源1、電阻絲16構(gòu)成泄漏電流測試系統(tǒng)主要由試驗變壓器7，泄漏電流測試儀6構(gòu)成。

圖2試驗油杯15外部高度為600mm，下部支架21垂直高度200mm，試驗油杯15為雙層，油杯內(nèi)層直徑為300mm，外層直徑為340mm，其中夾層20mm，電阻絲16寬度為10mm，有機玻璃蓋32厚度10mm，其中有機玻璃蓋32上開口寬度為56mm。

還需要說明的是，附圖1表達的方案中，部分導(dǎo)線的引出的表達采用了簡化的表達，但這不應(yīng)影響閱讀者對實際連接方式的理解。顯而易見，在其它實驗設(shè)備具有相當(dāng)精度的條件下，本發(fā)明方案實施中用于傳遞信號的導(dǎo)線可采用光纖替代。