針對電纜附件循環(huán)加熱試驗(yàn)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種針對電纜附件循環(huán)加熱試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括溫度測量電路、電流測量電路和負(fù)載電纜，溫度測量電路及電流測量電路的輸出端連接控制電路，負(fù)載電纜形成穿心式變壓器的次級線圈，該次級線圈的輸出端與溫度測量電路及電流測量電路的輸入端連接，穿心式變壓器的原邊連接控制電路。本實(shí)用新型能滿足電纜附件做循環(huán)加熱，進(jìn)行加速老化試驗(yàn)的裝置，對循環(huán)加熱設(shè)備進(jìn)行了完善及調(diào)整。在電纜附件加速老化試驗(yàn)進(jìn)行過程中，無需人工操作，可自動調(diào)節(jié)電流來穩(wěn)定溫度。
【專利說明】
針對電纜附件循環(huán)加熱試驗(yàn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種針對電纜附件循環(huán)加熱試驗(yàn)裝置，在電線電纜行業(yè)中用于加速老化試驗(yàn)，屬于電纜附件的電氣性能測試技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟(jì)迅速的發(fā)展，電纜在電力線路中的比例正在持續(xù)提升;尤其在城市供電網(wǎng)中采用電纜線路，其優(yōu)越性更加突出；因此把架空線轉(zhuǎn)入地下(電纜)是大城市電網(wǎng)改造中的中心任務(wù)之一。
[0003]電纜線路由電纜本體和中間接頭、戶內(nèi)外終端頭等電纜附件組成。從電纜與接頭的關(guān)系來說，我們把接頭稱為電纜附件;但從電纜線路來說，接頭決不是一個附屬的、次要的部件，它與電纜是同等重要的、必不可少的部件。而且由于接頭處于電纜線路中的進(jìn)出口和對接部位，本身就處于較關(guān)鍵的部位，加上接頭要在現(xiàn)場安裝等等，使接頭附件從結(jié)構(gòu)到工藝都比電纜處于不利的地位。也可以說，接頭是電纜線路中最薄弱的環(huán)節(jié)，因此在電纜線路中除去外力破壞這一外因素外，由于接頭附件因制造質(zhì)量不好、材料選用不當(dāng)或安裝工藝不正確而造成的事故率高達(dá)百分之六十至八十。一旦由于電纜或接頭的故障引起停電，將會給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，國際建設(shè)以及人民生活帶來重大的損失，有的還會釀成很大的危害，因此，我們不僅要對電纜做循環(huán)加熱試驗(yàn)，針對電纜附件也要做相應(yīng)的電氣試驗(yàn)。
[0004]在正常運(yùn)行時，濕度、化學(xué)物質(zhì)等對電纜及電纜附件的老化影響很小，但在大電流通過電纜線芯時會產(chǎn)生較高的溫度，會加速電纜的老化;所以循環(huán)加熱試驗(yàn)其實(shí)就是模擬電纜在實(shí)際運(yùn)行中受到的熱的影響。其試驗(yàn)方法為:對一定長度的電纜試樣施加電流，通過調(diào)節(jié)電流值使電纜的溫度穩(wěn)定在一個較高的溫度值左右，加熱一固定時間后停止施加電流，使其冷卻一固定時間，以上就是一次循環(huán)加熱的過程。試驗(yàn)在連續(xù)完成多次循環(huán)后結(jié)束。
[0005]因?yàn)殡娎|循環(huán)加熱和電纜附件循環(huán)加熱的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)不同，現(xiàn)有電纜循環(huán)加熱要求加熱8小時，冷卻16小時，在加熱過程中保證2小時以上溫度控制在90-95°C之間。它上升電流的速度比較緩慢，相對的溫升速度也不會過快，一般來說在4.5小時左右能將溫度升到設(shè)定溫度，然后控制電流將溫度保證在90-95 °C之間。
[0006]而電纜附件循環(huán)加熱相對電纜循環(huán)加熱來說，試品都是一樣的，按標(biāo)準(zhǔn)所訴，要求加熱時間5小時，冷卻時間3小時，在加熱過程中保證2小時以上溫度控制在95-100 °C之間，用原本的循環(huán)加熱設(shè)備控溫，有可能產(chǎn)生2種情況:1、如果電流設(shè)定偏小，所需加熱時間比較長，無法保證控溫2小時以上；2、如果電流設(shè)定偏大，所需加熱時間能保證在2小時以上，但溫度會過沖，無法保證95-100 0C之間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:提供了一種無需人工操作、可自動調(diào)節(jié)電流來穩(wěn)定溫度的針對電纜附件循環(huán)加熱試驗(yàn)裝置，解決了電纜循環(huán)加熱無法對電纜附件做加熱試驗(yàn)的問題。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供了一種針對電纜附件循環(huán)加熱試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括溫度測量電路、電流測量電路和負(fù)載電纜，溫度測量電路及電流測量電路的輸出端連接控制電路，負(fù)載電纜形成穿心式變壓器的次級線圈，該次級線圈的輸出端與溫度測量電路及電流測量電路的輸入端連接，穿心式變壓器的原邊連接控制電路。
[0009 ]優(yōu)選地，所述的控制電路包括Al模塊，Al模塊的輸出端連接PLC控制器輸入端，PLC控制器的輸出端連接感應(yīng)式調(diào)壓器的輸入端，電流設(shè)定板、溫度設(shè)定板、溫度測量電路及電流測量電路的輸出端分別連接Al模塊的輸入端。
[0010]優(yōu)選地，所述的電流測量電路中設(shè)有真有效值傳感器，真有效值傳感器與穿心式電流互感器連接，穿心式電流互感器的兩端并聯(lián)有一個電阻。
[0011]優(yōu)選地，所述的溫度測量電路中設(shè)有溫度變送模塊以及電壓電流變送模塊。
[0012]本實(shí)用新型能滿足電纜附件做循環(huán)加熱，進(jìn)行加速老化試驗(yàn)的裝置，能保證電纜附件在加熱過程中5小時內(nèi)，有2小時以上控溫控在95-100°C之間，對循環(huán)加熱設(shè)備進(jìn)行了完善及調(diào)整。在電纜加速老化試驗(yàn)進(jìn)行過程中，無需人工操作，可自動調(diào)節(jié)電流來穩(wěn)定溫度。在降溫過程中，本設(shè)備還連接了外接風(fēng)扇，給電纜降溫，使其在冷卻3小時中，能保證將電纜附件溫度降到初始值。
【附圖說明】
[0013]圖1為一種針對電纜附件循環(huán)加熱試驗(yàn)裝置的電路框圖；
[0014]圖2為溫度測量電路的框圖；
[0015]圖3為電流測量電路的框圖；
[0016]圖4為S7-200PLC控制器的連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為使本實(shí)用新型更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
[0018]本實(shí)用新型為一種針對電纜附件循環(huán)加熱試驗(yàn)裝置，如圖1所示，包括溫度測量電路2及電流測量電路I，溫度測量電路2及電流測量電路I的輸出端連接控制電路，負(fù)載電纜形成穿心式變壓器6的次級線圈，該次級線圈的輸出端與溫度測量電路2及電流測量電路I的輸入端連接，穿心式變壓器6的原邊連接控制電路。
[0019]控制電路包括Al模塊，Al模塊的輸出端連接PLC控制器7輸入端，PLC控制器7的輸出端連接感應(yīng)式調(diào)壓器3的輸入端，電流設(shè)定板4、溫度設(shè)定板5、溫度測量電路2及電流測量電路I的輸出端分別連接AI模塊的輸入端。
[0020]溫度測量電路2及電流測量電路I輸出的信號分別傳給控制電路作為輸入?？刂齐娐穼⑤斎氲臏囟刃盘柤半娏餍盘柵c設(shè)定的溫度信號及設(shè)定電流信號比較后，最終輸出一個開關(guān)量信號，該開關(guān)量信號通過控制感應(yīng)式調(diào)壓器3的正反轉(zhuǎn)，來改變感應(yīng)式調(diào)壓器3輸出電壓大小，達(dá)到控制大電流變壓器(即穿心式變壓器6)輸出電流。
[0021 ]溫度測量電路2中有溫度變送模塊以及電壓電流變送模塊。
[0022]本實(shí)用新型采用了穿心式電流互感器8加取樣電阻來對電纜電流大小進(jìn)行測量，其精度為0.2級；由于使用的是感應(yīng)式調(diào)壓器3，波形畸變不可避免，因此采用了HRS型真有效值傳感器，真有效值傳感器與穿心式電流互感器8連接，穿心式電流互感器8的兩端并聯(lián)有一個電阻，如圖3所示，由它來對穿心式電流互感器8感應(yīng)過來的電壓信號進(jìn)行處理，并轉(zhuǎn)換為O?5VDC電壓信號給控制電路。
[0023]循環(huán)加熱有初始電流值，最大電流值，設(shè)定溫度，升溫時間，降溫時間，斜率采樣周期，電流更新周期，最小調(diào)節(jié)電流等幾個主要參數(shù)，其中初始電流值，最大電流值，設(shè)定溫度，升溫時間，降溫時間在主界面上設(shè)置。斜率采樣周期，電流更新周期，最小調(diào)節(jié)電流在附加參數(shù)界面上設(shè)置。
[0024]電流控制規(guī)則如下:例如初始電流值為2000A，最大電流值為2400A，設(shè)定溫度為97度，升溫時間為5小時，降溫時間為3小時，斜率采樣周期為6000( S卩60S)，電流更新周期為6000(S卩60S)，最小調(diào)節(jié)電流為500A，初始電纜線芯溫度為30度。
[0025]首先程序中有個目標(biāo)電流值，在參數(shù)下載結(jié)束的情況下，將初始電流值代入目標(biāo)電流值(即設(shè)定電流值)，此電流值為2000A，更新周期按60S—更新。更新規(guī)則為電流折半，如超過最大電流值，按最大電流值記。
[0026]當(dāng)模纜和樣纜電流升到2000A時，電纜溫度會緩慢上升，此時PLC控制器7會實(shí)時采樣溫度與電流，此時斜率采樣周期起到采集溫度周期的作用，按6000就為60S采集一次，比如原60S前溫度為30度，后60S溫度為34度，這次斜率為K= (34-30)/1 = 4>0.5的時候電流值不變化，當(dāng)溫度慢慢上升，比如到70度后，一分鐘后，溫度升到70.2度，一分鐘前后的2個溫度斜率K= (70.2-70)/1 = 0.2小于程序設(shè)定的溫度斜率K = 0.5的時候，電流加初始電流值的一半為1000A，當(dāng)2000+1000>最大電流值2400A的時候，最大電流值代入目標(biāo)電流值，為2400A，模纜樣纜電流上升400A，此時溫度一般會繼續(xù)上升，當(dāng)溫度上升超過設(shè)定溫度I度的時候(97+1 )，目標(biāo)電流值會下降，取1000A的一般，下降500A，2400-500 = 1900A，如果溫度持續(xù)上升，每隔4分鐘左右下降一次電流值，每次降上一次電流的一半，比如1900-250 =1650A，如果當(dāng)斜率小于0.5，也就是說溫度下降了，電流值會慢慢上升，為前一次的一半1650+125 = 1775A，溫度設(shè)定為97度，上下I度的時候電流值會動作，就是超過98度，或低于96度，溫度斜率為上升，或則下降的時候電流值會相應(yīng)的下降或上升。
[0027]電流每次更新為上次動作電流值的一半，當(dāng)最終電流值小于最小調(diào)節(jié)電流了，每次動作電流為最小調(diào)節(jié)電流。
[0028]例如:2000+1000-500+250-125+72.5+37.5，因?yàn)?7.5<50 此時電流動作就是 50A。
[0029]穩(wěn)流范圍為目標(biāo)電流值的土 15A，比如目標(biāo)電流為2000A，此時實(shí)際電流值在1985-2015A之間不再調(diào)整。
[0030]有時候會看到電流一直調(diào)節(jié)，不穩(wěn)定，主要是因?yàn)殡姍C(jī)控制電壓過高，每次電流動作超過了穩(wěn)流范圍，因?yàn)槲覀儾捎玫恼{(diào)壓器電機(jī)是直流電機(jī)，其可以通過對電機(jī)電壓的調(diào)速來控制其轉(zhuǎn)速，來控制調(diào)壓器輸出的速度，此時我們將電機(jī)電壓相應(yīng)下降，我們可以設(shè)置控制調(diào)壓器電機(jī)的可控硅模塊的導(dǎo)通角來達(dá)到目的，一般建議初始設(shè)置為2.3VDC左右，可控硅導(dǎo)通角是由EM235模塊2?4.5VDC來控制的。初始設(shè)置為2.3VDC時，對應(yīng)調(diào)壓器直流電機(jī)電壓大約70VDC左右，如果由于負(fù)載太大，調(diào)壓器電機(jī)不動作，可以適當(dāng)上調(diào)設(shè)為2.5VDC，以此上升。
[0031 ] 此設(shè)備上升電流總的時間為升溫時間，比如升溫時間為5小時，他加電流的時間就為5小時，降溫時間為3小時，保持分閘狀態(tài)為3小時。
[0032]即本實(shí)用新型中電纜附件的加熱要求加熱5小時，冷卻3小時，在加熱過程中保證2小時以上溫度控制在95-100 0C之間。
[0033]如圖4所示，PLC控制器7為S7-200PLC，S7-200PLC及Al模塊相互連接，Al模塊連接電流設(shè)定板4、溫度設(shè)定板5、溫度測量電路2及電流測量電路I的輸出端，PLC連接感應(yīng)式調(diào)壓器3的輸入端。
[0034]現(xiàn)場控制采用S7-200PLC，根據(jù)上述要求完成對現(xiàn)場信號的采集和處理，然后根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)完成對現(xiàn)場設(shè)備的實(shí)時控制;Al模塊為西門子EM235模塊，其主要負(fù)責(zé)信號的采集和輸出，通過熱電偶及大電流互感器經(jīng)過電壓變送器及電流變送器轉(zhuǎn)換成0-5V直流信號給EM235，通過EM235輸出一個2.0-4.0V的直流信號去控制可控硅模塊，輸出一個直流電壓70V-220V的電壓控制感應(yīng)式調(diào)壓器的直流電機(jī)，來控制升流及降流的速度，程序以LABVIEW為上位機(jī)控制軟件，SIEMENS S7為PLC下位機(jī)控制，采用模塊化編程，主要由模擬量采集、調(diào)壓器合閘分閘、控制調(diào)壓器直流電機(jī)轉(zhuǎn)速、循環(huán)控制、自動控溫、過流過壓保護(hù)及報警、調(diào)壓器上下限位指示、自動回零等子程序組成。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種針對電纜附件循環(huán)加熱試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括溫度測量電路(2)、電流測量電路(I)和負(fù)載電纜，溫度測量電路(2)及電流測量電路(I)的輸出端連接控制電路，負(fù)載電纜形成穿心式變壓器(6)的次級線圈，該次級線圈的輸出端與溫度測量電路(2)及電流測量電路(I)的輸入端連接，穿心式變壓器(6)的原邊連接控制電路。2.如權(quán)利要求1所述的一種針對電纜附件循環(huán)加熱試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的控制電路包括AI模塊，AI模塊的輸出端連接PLC控制器(7)輸入端，PLC控制器(7)的輸出端連接感應(yīng)式調(diào)壓器(3)的輸入端，電流設(shè)定板(4)、溫度設(shè)定板(5)、溫度測量電路(2)及電流測量電路(I)的輸出端分別連接Al模塊的輸入端。3.如權(quán)利要求1所述的一種針對電纜附件循環(huán)加熱試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的電流測量電路(I)中設(shè)有真有效值傳感器，真有效值傳感器與穿心式電流互感器(8)連接，穿心式電流互感器(8)的兩端并聯(lián)有一個電阻。4.如權(quán)利要求1所述的一種針對電纜附件循環(huán)加熱試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的溫度測量電路(2)中設(shè)有溫度變送模塊以及電壓電流變送模塊。
【文檔編號】G01R31/00GK205656247SQ201620238189
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年3月25日 公開號201620238189.2, CN 201620238189, CN 205656247 U, CN 205656247U, CN-U-205656247, CN201620238189, CN201620238189.2, CN205656247 U, CN205656247U
【發(fā)明人】金智勇
【申請人】上海藍(lán)波高電壓技術(shù)設(shè)備有限公司