針對電纜附件循環(huán)加熱試驗裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種針對電纜附件循環(huán)加熱試驗裝置，其特征在于，包括溫度測量電路、電流測量電路和負載電纜，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。本實用新型能滿足電纜附件做循環(huán)加熱，進行加速老化試驗的裝置，對循環(huán)加熱設備進行了完善及調整。在電纜附件加速老化試驗進行過程中，無需人工操作，可自動調節(jié)電流來穩(wěn)定溫度。
【專利說明】
針對電纜附件循環(huán)加熱試驗裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種針對電纜附件循環(huán)加熱試驗裝置，在電線電纜行業(yè)中用于加速老化試驗，屬于電纜附件的電氣性能測試技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著國民經濟迅速的發(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；因此把架空線轉入地下(電纜)是大城市電網(wǎng)改造中的中心任務之一。
[0003]電纜線路由電纜本體和中間接頭、戶內外終端頭等電纜附件組成。從電纜與接頭的關系來說，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出口和對接部位，本身就處于較關鍵的部位，加上接頭要在現(xiàn)場安裝等等，使接頭附件從結構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量不好、材料選用不當或安裝工藝不正確而造成的事故率高達百分之六十至八十。一旦由于電纜或接頭的故障引起停電，將會給工農業(yè)生產，國際建設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，針對電纜附件也要做相應的電氣試驗。
[0004]在正常運行時，濕度、化學物質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生較高的溫度，會加速電纜的老化;所以循環(huán)加熱試驗其實就是模擬電纜在實際運行中受到的熱的影響。其試驗方法為:對一定長度的電纜試樣施加電流，通過調節(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。試驗在連續(xù)完成多次循環(huán)后結束。
[0005]因為電纜循環(huán)加熱和電纜附件循環(huán)加熱的試驗標準不同，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，按標準所訴，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)加熱設備控溫，有可能產生2種情況:1、如果電流設定偏小，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)明內容】

[0007]本實用新型要解決的技術問題是:提供了一種無需人工操作、可自動調節(jié)電流來穩(wěn)定溫度的針對電纜附件循環(huán)加熱試驗裝置，解決了電纜循環(huán)加熱無法對電纜附件做加熱試驗的問題。
[0008]為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是提供了一種針對電纜附件循環(huán)加熱試驗裝置，其特征在于，包括溫度測量電路、電流測量電路和負載電纜，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式調壓器的輸入端，電流設定板、溫度設定板、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有溫度變送模塊以及電壓電流變送模塊。
[0012]本實用新型能滿足電纜附件做循環(huán)加熱，進行加速老化試驗的裝置，能保證電纜附件在加熱過程中5小時內，有2小時以上控溫控在95-100°C之間，對循環(huán)加熱設備進行了完善及調整。在電纜加速老化試驗進行過程中，無需人工操作，可自動調節(jié)電流來穩(wěn)定溫度。在降溫過程中，本設備還連接了外接風扇，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。
【具體實施方式】
[0017]為使本實用新型更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
[0018]本實用新型為一種針對電纜附件循環(huán)加熱試驗裝置，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的輸出端連接感應式調壓器3的輸入端，電流設定板4、溫度設定板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設定的溫度信號及設定電流信號比較后，最終輸出一個開關量信號，該開關量信號通過控制感應式調壓器3的正反轉，來改變感應式調壓器3輸出電壓大小，達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行測量，其精度為0.2級；由于使用的是感應式調壓器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感應過來的電壓信號進行處理，并轉換為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，設定溫度，升溫時間，降溫時間在主界面上設置。斜率采樣周期，電流更新周期，最小調節(jié)電流在附加參數(shù)界面上設置。
[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電流值，在參數(shù)下載結束的情況下，將初始電流值代入目標電流值(即設定電流值)，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2000+1000>最大電流值2400A的時候，最大電流值代入目標電流值，為2400A，模纜樣纜電流上升400A，此時溫度一般會繼續(xù)上升，當溫度上升超過設定溫度I度的時候(97+1 )，目標電流值會下降，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，當最終電流值小于最小調節(jié)電流了，每次動作電流為最小調節(jié)電流。
[0028]例如:2000+1000-500+250-125+72.5+37.5，因為37.5<50 此時電流動作就是 50A。
[0029]穩(wěn)流范圍為目標電流值的土 15A，比如目標電流為2000A，此時實際電流值在1985-2015A之間不再調整。
[0030]有時候會看到電流一直調節(jié)，不穩(wěn)定，主要是因為電機控制電壓過高，每次電流動作超過了穩(wěn)流范圍，因為我們采用的調壓器電機是直流電機，其可以通過對電機電壓的調速來控制其轉速，來控制調壓器輸出的速度，此時我們將電機電壓相應下降，我們可以設置控制調壓器電機的可控硅模塊的導通角來達到目的，一般建議初始設置為2.3VDC左右，可控硅導通角是由EM235模塊2?4.5VDC來控制的。初始設置為2.3VDC時，對應調壓器直流電機電壓大約70VDC左右，如果由于負載太大，調壓器電機不動作，可以適當上調設為2.5VDC，以此上升。
[0031 ] 此設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模塊連接電流設定板4、溫度設定板5、溫度測量電路2及電流測量電路I的輸出端，PLC連接感應式調壓器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)場設備的實時控制;Al模塊為西門子EM235模塊，其主要負責信號的采集和輸出，通過熱電偶及大電流互感器經過電壓變送器及電流變送器轉換成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的電壓控制感應式調壓器的直流電機，來控制升流及降流的速度，程序以LABVIEW為上位機控制軟件，SIEMENS S7為PLC下位機控制，采用模塊化編程，主要由模擬量采集、調壓器合閘分閘、控制調壓器直流電機轉速、循環(huán)控制、自動控溫、過流過壓保護及報警、調壓器上下限位指示、自動回零等子程序組成。
【主權項】
1.一種針對電纜附件循環(huán)加熱試驗裝置，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.如權利要求1所述的一種針對電纜附件循環(huán)加熱試驗裝置，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)的輸出端連接感應式調壓器(3)的輸入端，電流設定板(4)、溫度設定板(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.如權利要求1所述的一種針對電纜附件循環(huán)加熱試驗裝置，其特征在于，所述的電流測量電路(I)中設有真有效值傳感器，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.如權利要求1所述的一種針對電纜附件循環(huán)加熱試驗裝置，其特征在于，所述的溫度測量電路(2)中設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】上海藍波高電壓技術設備有限公司