本發(fā)明涉及電纜測試，尤其涉及一種風(fēng)電電纜扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在發(fā)電過程中，偏航系統(tǒng)需要根據(jù)風(fēng)向情況進(jìn)行偏航調(diào)整，以確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)組具有較高的風(fēng)能利用率。由于運(yùn)行要求限制，機(jī)艙到塔筒的一段電纜需自由懸掛，以隨機(jī)組偏航運(yùn)動(dòng)而扭動(dòng)，因此這段電纜長期處于扭轉(zhuǎn)狀態(tài)。為了評估電纜的耐扭轉(zhuǎn)性能，保障風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要對電纜進(jìn)行扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)。

2、現(xiàn)有的風(fēng)電電纜在完成扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)后，需要人工剝開絕緣層計(jì)數(shù)斷絲的數(shù)量，存在著過程繁瑣的問題。并且人工剝開絕緣層可能造成電纜的損傷，影響對斷絲數(shù)量的計(jì)數(shù)，進(jìn)而影響扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)的精確性。

3、基于上述技術(shù)問題，本申請?zhí)岢鲆环N風(fēng)電電纜扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)電電纜扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，以解決背景技術(shù)中提到的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

2、一種風(fēng)電電纜扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置，包括主體框架、檢測機(jī)構(gòu)和拉緊器；主體框架安裝在氣候室內(nèi)，主體框架的頂部安裝有扭轉(zhuǎn)平臺(tái)，扭轉(zhuǎn)平臺(tái)上安裝有扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用于夾持電纜的上端并對電纜進(jìn)行扭轉(zhuǎn)；主體框架的底部安裝有連接架，連接架用于固定電纜的下端；電纜上安裝有下夾具，下夾具位于連接架的上側(cè)，拉緊器安裝在下夾具與主體框架的底部之間，拉緊器用于在完成扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)后拉伸電纜，使斷裂的線芯分離；電纜的兩端分別與檢測機(jī)構(gòu)電性連接，檢測機(jī)構(gòu)用于檢測電纜的阻抗。

3、進(jìn)一步地，檢測機(jī)構(gòu)包括電滑環(huán)、高頻信號發(fā)生器、頻率響應(yīng)接收器和控制器；電滑環(huán)安裝在扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的上側(cè)，電滑環(huán)包括活動(dòng)接線端和固定接線端，電纜的上端穿過扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與活動(dòng)接線端電性連接，高頻信號發(fā)生器與固定接線端電性連接；頻率響應(yīng)接收器與電纜的下端電性連接；高頻信號發(fā)生器、頻率響應(yīng)接收器分別與控制器電性連接。

4、進(jìn)一步地，扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括回轉(zhuǎn)軸承、扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)件、電纜掛盤和上夾具；回轉(zhuǎn)軸承的內(nèi)圈固定在扭轉(zhuǎn)平臺(tái)上；扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)件的輸出端與回轉(zhuǎn)軸承的外圈傳動(dòng)連接；電纜掛盤固定在回轉(zhuǎn)軸承的外圈上，電纜掛盤上開設(shè)有多個(gè)電纜孔，上夾具同軸心地固定在電纜孔的上側(cè)，電纜的上端自下向上穿過電纜孔與上夾具固定連接，電纜孔的直徑大于電纜的外徑且小于上夾具的外徑。

5、進(jìn)一步地，連接架位于主體框架底部的一側(cè)，使電纜分為自然下垂的豎直部和朝連接架彎曲的弧形部，下夾具安裝在豎直部的最下端，拉緊器與主體框架的底部之間設(shè)置有拉力計(jì)。

6、進(jìn)一步地，主體框架上設(shè)置有升降機(jī)構(gòu)，升降機(jī)構(gòu)包括豎直導(dǎo)軌、升降座和升降驅(qū)動(dòng)件，升降座滑動(dòng)安裝在豎直導(dǎo)軌上，升降驅(qū)動(dòng)件通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與升降座連接，用于驅(qū)動(dòng)升降座沿豎直導(dǎo)軌往復(fù)移動(dòng)；扭轉(zhuǎn)平臺(tái)安裝在升降座上。

7、進(jìn)一步地，氣候室內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器，溫度傳感器與控制器電性連接。

8、一種風(fēng)電電纜扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)方法，利用上述任一所述風(fēng)電電纜扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置，包括以下步驟：

9、步驟s1、制備不同斷絲數(shù)量的電纜樣品，分別測量不同斷絲數(shù)量電纜樣品的阻抗，計(jì)算阻抗與斷絲數(shù)量之間的關(guān)系；

10、步驟s2、對電纜進(jìn)行扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)；

11、步驟s3、對電纜進(jìn)行拉伸，通過扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)對電纜進(jìn)行正向扭轉(zhuǎn)、解扭和反向扭轉(zhuǎn)動(dòng)作，記錄檢測機(jī)構(gòu)所得阻抗數(shù)據(jù)；

12、步驟s4、獲取檢測機(jī)構(gòu)所得最大阻抗數(shù)，根據(jù)步驟s1所得阻抗與斷絲數(shù)量之間的關(guān)系，評估電纜的斷絲數(shù)量。

13、進(jìn)一步地，步驟s1包括以下步驟：

14、步驟s11、截取與被測電纜型號、長度均相同的電纜樣品，裁斷占線芯總數(shù)1/10的線芯，測量電纜樣品的阻抗；

15、步驟s12、繼續(xù)裁斷占原始線芯總數(shù)1/10的線芯，測量電纜樣品的阻抗；

16、步驟s13、重復(fù)步驟s12動(dòng)作，直至電纜樣品的所有線芯均被裁斷；

17、步驟s14、計(jì)算電纜樣品阻抗與斷絲數(shù)量之間的關(guān)系。

18、進(jìn)一步地，步驟s2包括以下步驟：

19、步驟s21、將電纜安裝至試驗(yàn)裝置上，使拉緊器處于松弛狀態(tài)，在設(shè)定試驗(yàn)溫度下保持0.5h；

20、步驟s22、對電纜進(jìn)行扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)，通過扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)電纜正向扭轉(zhuǎn)900-1440°，解扭后再反向扭轉(zhuǎn)900-1440°，扭轉(zhuǎn)速度為360°/min-2160°/min；

21、步驟s23、重復(fù)步驟s22執(zhí)行2000-10000個(gè)周期。

22、進(jìn)一步地，步驟s3中電纜拉伸所施加的拉力等于10-20m電纜的重力。

23、本申請實(shí)施例提供的技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

24、1、通過電滑環(huán)將檢測機(jī)構(gòu)與安裝在試驗(yàn)裝置上的電纜電連接，在電纜扭轉(zhuǎn)的動(dòng)態(tài)過程中獲取電纜的阻抗，從而判斷電纜的斷絲情況，無需對電纜進(jìn)行剝開，簡化了試驗(yàn)工藝，提高了試驗(yàn)效率；

25、2、通過在電纜底部安裝拉緊器對扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)后的電纜進(jìn)行拉伸，從而將電纜中的斷絲進(jìn)行分離，提高了扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)的精準(zhǔn)性；

26、3、通過將扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝在升降機(jī)構(gòu)上，可以在低處將電纜安裝在扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上后提升至高處，方便了電纜的安裝；同時(shí)通過控制升降機(jī)構(gòu)的提升高度，可實(shí)現(xiàn)對不同長度電纜的扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)，提高了試驗(yàn)裝置的適用范圍。

技術(shù)特征：

1.一種風(fēng)電電纜扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括主體框架、檢測機(jī)構(gòu)和拉緊器；所述主體框架安裝在氣候室內(nèi)，所述主體框架的頂部安裝有扭轉(zhuǎn)平臺(tái)，所述扭轉(zhuǎn)平臺(tái)上安裝有扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用于夾持電纜的上端并對所述電纜進(jìn)行扭轉(zhuǎn)；所述主體框架的底部安裝有連接架，所述連接架用于固定所述電纜的下端；所述電纜上安裝有下夾具，所述下夾具位于所述連接架的上側(cè)，所述拉緊器安裝在所述下夾具與所述主體框架的底部之間，所述拉緊器用于在完成扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)后拉伸電纜，使斷裂的線芯分離；所述電纜的兩端分別與所述檢測機(jī)構(gòu)電性連接，所述檢測機(jī)構(gòu)用于檢測所述電纜的阻抗。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電電纜扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述檢測機(jī)構(gòu)包括電滑環(huán)、高頻信號發(fā)生器、頻率響應(yīng)接收器和控制器；所述電滑環(huán)安裝在所述扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的上側(cè)，所述電滑環(huán)包括活動(dòng)接線端和固定接線端，所述電纜的上端穿過所述扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與所述活動(dòng)接線端電性連接，所述高頻信號發(fā)生器與所述固定接線端電性連接；所述頻率響應(yīng)接收器與所述電纜的下端電性連接；所述高頻信號發(fā)生器、所述頻率響應(yīng)接收器分別與所述控制器電性連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電電纜扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括回轉(zhuǎn)軸承、扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)件、電纜掛盤和上夾具；所述回轉(zhuǎn)軸承的內(nèi)圈固定在所述扭轉(zhuǎn)平臺(tái)上；所述扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)件的輸出端與所述回轉(zhuǎn)軸承的外圈傳動(dòng)連接；所述電纜掛盤固定在所述回轉(zhuǎn)軸承的外圈上，所述電纜掛盤上開設(shè)有多個(gè)電纜孔，所述上夾具同軸心地固定在所述電纜孔的上側(cè)，所述電纜的上端自下向上穿過所述電纜孔與所述上夾具固定連接，所述電纜孔的直徑大于所述電纜的外徑且小于所述上夾具的外徑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電電纜扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述連接架位于所述主體框架底部的一側(cè)，使所述電纜分為自然下垂的豎直部和朝所述連接架彎曲的弧形部，所述下夾具安裝在所述豎直部的最下端，所述拉緊器與所述主體框架的底部之間設(shè)置有拉力計(jì)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電電纜扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述主體框架上設(shè)置有升降機(jī)構(gòu)，所述升降機(jī)構(gòu)包括豎直導(dǎo)軌、升降座和升降驅(qū)動(dòng)件，所述升降座滑動(dòng)安裝在所述豎直導(dǎo)軌上，所述升降驅(qū)動(dòng)件通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述升降座連接，用于驅(qū)動(dòng)所述升降座沿所述豎直導(dǎo)軌往復(fù)移動(dòng)；所述扭轉(zhuǎn)平臺(tái)安裝在所述升降座上。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電電纜扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述氣候室內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述控制器電性連接。

7.一種風(fēng)電電纜扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)方法，利用權(quán)利要求1-6任一所述風(fēng)電電纜扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種風(fēng)電電纜扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)方法，其特征在于，步驟s1包括以下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種風(fēng)電電纜扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)方法，其特征在于，步驟s2包括以下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種風(fēng)電電纜扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)方法，其特征在于，步驟s3中電纜拉伸所施加的拉力等于10-20m電纜的重力。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種風(fēng)電電纜扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，包括主體框架、檢測機(jī)構(gòu)和拉緊器；主體框架安裝在氣候室內(nèi)，主體框架的頂部安裝有扭轉(zhuǎn)平臺(tái)，扭轉(zhuǎn)平臺(tái)上安裝有扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；主體框架的底部安裝有連接架；電纜上安裝有下夾具，下夾具位于連接架的上側(cè)，拉緊器安裝在下夾具與主體框架的底部之間，拉緊器用于在完成扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)后拉伸電纜，使斷裂的線芯分離；電纜的兩端分別與檢測機(jī)構(gòu)電性連接，檢測機(jī)構(gòu)用于檢測電纜的阻抗。通過電滑環(huán)將檢測機(jī)構(gòu)與安裝在試驗(yàn)裝置上的電纜電連接，在電纜扭轉(zhuǎn)的動(dòng)態(tài)過程中獲取電纜的阻抗，從而判斷電纜的斷絲情況，簡化了試驗(yàn)工藝，提高了試驗(yàn)效率。

技術(shù)研發(fā)人員：王莉紅,王德榮,賀菊香,嚴(yán)曉曉,崔健,王玉輝,楊亞京,朱正忠
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇洪能電纜有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10