一种不同环境温度下的电缆载流量模拟测试装置的制作方法

1.本发明涉及电缆载流量测试技术领域，具体涉及一种不同环境温度下的电缆载流量模拟测试装置。


背景技术：

2.针对城市地下电缆网络工作环境复杂，电缆线路载流量因素难以确定，若电缆在某个环境温度下长时间处于过电流工作状态，必会使电缆的缆芯温度上升，进而使电缆运行状态劣化，极易引发事故，为探究电缆在不同环境温度运行状态下的安全电流，需要设计一种不同环境温度下的电缆载流量模拟测试装置。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种不同环境温度下的电缆载流量模拟测试装置，以解决现有技术中缺乏电缆在不同环境温度下的电缆载流量变化以及电缆稳定运行的温度和载流量模拟实验装置的技术问题。
4.为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
5.一种不同环境温度下的电缆载流量模拟测试装置，具备：
6.腔体，用于放置电缆；
7.热源组件，安装在所述腔体上，所述热源组件用于对所述腔体内的空气环境进行加热；
8.检测组件，连接所述电缆的两端，用于向所述电缆提供稳流电源并检测获得所述电缆温度数据。
9.作为本发明的一种优选方案，所述腔体呈中空圆柱状，所述电缆安装在所述腔体的轴线上；
10.所述热源组件包括沿所述腔体的轴向设置在所述腔体的内壁上。
11.作为本发明的一种优选方案，所述腔体的轴线上同轴设置有屏蔽柱管，所述屏蔽柱管用于套装所述电缆；
12.所述腔体的内部环形阵列有多个隔板，所述隔板位于所述腔体的半径上，且所述隔板沿所述腔体的轴向延伸，相邻两个所述隔板之间形成扇形腔体；
13.所述隔板的顶部与所述腔体的内壁连接，所述隔板的底部与所述屏蔽柱管的表面连接；
14.每个所述扇形腔体对应的所述腔体内壁上均设置所述热源组件。
15.作为本发明的一种优选方案，相邻两个所述隔板正对的表面沿所述隔板长度方向上设置有凹弧槽，两个所述隔板上的所述凹弧槽形成用于安装电缆的型腔。
16.作为本发明的一种优选方案，所述腔体包括轴向依次设置的第一腔段和第二腔段，其中所述多个所述隔板设置在所述第一腔段中，每个所述扇形腔体均与所述第二腔段连通；
17.所述检测组件用于为所述电缆提供稳流电源，并且分别获取所述第一腔段和第二腔段内的所述电缆的温度；
18.所述热源组件设置在所述第一腔段的每个所述扇形腔体对应的所述第一腔段的内壁上。
19.作为本发明的一种优选方案，所述第一腔段远离所述第二腔段的端部设置有端封盖，所述端封盖的中间设置有供所述电缆穿过的安装孔，且所述安装孔的大于所述电缆直径。
20.所述第一腔段和所述第二腔段的连接处设置有气流发生组件，所述气流发生组件用于将所述第一腔段内气体输送至所述第二腔段。
21.作为本发明的一种优选方案，所述扇形腔体的内设置有内腔套，所述内腔套的外弧面的两端均设置有弧形导向块，所述第一腔段和所述第二腔段的内壁上设置有供所述弧形导向块沿所述腔体的轴向位移的轨槽，所述内腔套内部用于填充用于电缆埋设环境模拟的导热介质。
22.作为本发明的一种优选方案，所述腔体的一端设置有用于驱动所述内腔套沿所述轨槽移动的直线驱动组件，所述直线驱动组件与所述内腔套的一端可拆卸连接；
23.其中，所述内腔套的长度与所述第一腔段的长度相同。
24.作为本发明的一种优选方案，所述直线驱动组件的输出端设置有第一环形件，以及同轴转动连接在所述第一环形件上的第二环形件，所述内腔套的端部通过设置在所述第二环形件上的限位槽连接所述第二环形件，且所述内腔套的端部与所述限位槽活动连接；
25.所述第一环形件的圆心处设置有舵机，所述舵机通过支架连接所述第二环形件的内壁，所述舵机用于在所述直线驱动组件驱动所述内腔套的远离所述第一腔段的端部离开所述轨槽时驱动所述第二环形件转动，且所述内腔套的端部沿所述限位槽滑动使所述内腔套发生扭曲形变。
26.作为本发明的一种优选方案，在所述第一腔段和所述第二腔段连接处所述轨槽侧边上设置有与所述弧形导向块配合的开槽，且所有所述轨槽的开槽位于所述腔体的同一周向上；
27.在所述直线驱动组件驱动所述内腔套的远离所述第一腔段的端部离开所述轨槽时，所述舵机驱动所述内腔套远离所述第一腔段的端部转动，且所述弧形导向块进入所述开槽中。
28.本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
29.本发明在能够进行在不同温度变化下的电缆温度变化以及在温度变化过程中的电缆载流量变化的模拟，获得电缆的因环境温度变化而载流量变化数据，准确的获得在电缆受埋设或者敷设情况下的稳定运行温度。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
31.图1为本发明实施例提供不同环境温度下的电缆载流量模拟测试装置的结构示意图；
32.图2为本发明实施例提供具有扇形腔体的电缆载流量模拟测试装置结构示意图；
33.图3为本发明实施例提供具有第一腔段和第二腔段的电缆载流量模拟测试装置的结构示意图；
34.图4为本发明实施例提供具有内腔套的电缆载流量模拟测试装置的结构示意图；
35.图5为本发明实施例提供直线驱动组件连接的内腔套的端面的结构示意图。
36.图中的标号分别表示如下：
37.1-腔体；2-热源组件；3-检测组件；4-屏蔽柱管；5-隔板；6-凹弧槽；7-内腔套；8-弧形导向块；9-轨槽；10-直线驱动组件；11-第一环形件；12-第二环形件；13-限位槽；14-舵机；15-开槽；16-扇形腔体；17-电缆；
38.101-第一腔段；102-第二腔段；103-端封盖；104-安装孔；105-气流发生组件。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.如图1所示，本发明提供了一种不同环境温度下的电缆载流量模拟测试装置，具备：
41.腔体1，用于放置电缆；
42.热源组件2，安装在腔体1上，热源组件2用于对腔体1内的空气环境进行加热；
43.检测组件3，连接电缆的两端，用于向电缆提供稳流电源并检测获得电缆温度数据。
44.具体地，检测组件3包括稳流电源部分和温度检测传感器部分，温度检测传感器通过导线连接在电缆的两端，并且电缆通过导向与稳流电源部分连接。
45.在工作时，将测试电缆放在腔体1内，通过导线与检测组件3的稳流电源和温度传感器连接，通过向电缆提供稳流电源来提供实验电流，并且通过热源组件2对腔体1内进行加热，使被测量的电缆运行在指定可变环境温度下，温度传感器部分与被测量电缆的电缆缆芯连接，测量电缆缆芯的温度，并将检测到的数据进行记录；
46.其中，当被检测的电缆缆芯的温度稳定到预定的温度值时(例如90℃)时，检测组件3获得并记录此时的环境温度下的电缆载流量。
47.本发明中优选地是，腔体1呈中空圆柱状，电缆安装在腔体1的轴线上，便于进行电缆的拆装和实验；热源组件2包括沿腔体1的轴向设置在腔体1的内壁上，热源组件2具体为长条形的热电阻，以及相应的控制电路，本发明不做过多设计说明。
48.为了腔体1内环境的受热均匀，热源组件2当然也包括多个，且在腔体1的内壁上均匀分布。
49.腔体1的轴线上同轴设置有屏蔽柱管4，屏蔽柱管4用于套装电缆，其中屏蔽柱管4是用于屏蔽电缆在通电过程中产生的磁场，避免对其他电路结构产生影响。
50.而为了尽可能的进行电缆埋设或者敷设过程中的准确情况的模拟，电缆在埋设的过程中，其热源的传递并不一定均匀的，也就是存在某个部分的热源进行某个扇形区域的辐射受热，虽然最终的结果都是对电缆整体的环境的影响，但也存在该部分受热被限制这个扇形区域内进行持续影响的真实状态，同时其最终对电缆温度变化的效率以及最终结果也是不同的，因此为了分析电缆不同受热面积(也就是在周向表面上的不同范围，相较于电缆的长度，该范围部分则需要考虑在轴向上的延伸的整体面积)，为此，腔体1的内部环形阵列有多个隔板5，隔板5位于腔体1的半径上，如图2所示，且隔板5沿腔体1的轴向延伸，相邻两个隔板5之间形成扇形腔体16；隔板5的顶部与腔体1的内壁连接，隔板5的底部与屏蔽柱管4的表面连接；每个扇形腔体16对应的腔体1内壁上均设置热源组件2，来进行每个扇形腔体16的空间加热和温度控制。
51.进一步地，本发明中在上述的设置扇形腔体16的基础上，还能够进行单主芯和多副芯的电缆埋设情况的温度环境的情况模拟，也就是相邻两个隔板5正对的表面沿隔板5长度方向上设置有凹弧槽6，两个隔板5上的凹弧槽6形成用于安装电缆的型腔，以形成多个副芯电缆包覆一个单主芯电缆的电缆埋设情况，这种情况可以同步进行多个电缆的受热载流量的测量在一次实验中获得多组数据，也能够获得在这种情况下，单主芯电缆的受热的热量影响数据。
52.本发明中为了在一次实验中同步获得电缆埋设情况的多种环境数据，获得在上述的电缆受到扇形区域的热辐射的影响情况下以及扇形区域的热辐射终止后的热量传递的交界，以及电缆整体受热环境影响的模拟数据，腔体1包括轴向依次设置的第一腔段101和第二腔段102，其中多个隔板5设置在第一腔段101中，每个扇形腔体16均与第二腔段102连通；检测组件3用于为电缆提供稳流电源，并且分别获取第一腔段101和第二腔段102内的电缆的温度，以分别获得第一腔段101和第二腔段102之间的温差变化，以及单位时间的温度影响效率；热源组件2设置在第一腔段101的每个扇形腔体16对应的第一腔段101的内壁上。
53.当然在实际的实验过程中，通常将腔体1的整体进行密封，避免外界环境影响腔体1内的环境影响，也就是通过腔体1内环境的加热，快速达到目标实验数据的测量需求，但是这其中也忽略了电缆埋设情况的真实性，也就是温度在传递的过程中存在温度传递迁移的显象，只通过加热只能够获得当前某个部分的电缆的受温度影响的载流量的变化，显然无法进行较为全面的电缆受热过程中的模拟情况。
54.为此，如图3所示，本发明中的第一腔段101远离第二腔段102的端部设置有端封盖103，端封盖103的中间设置有供电缆穿过的安装孔104，且安装孔104的大于电缆直径，这样能够使得电缆和安装孔104之间存在间隙，而为了腔体1内的环境受外界环境的影响尽可能小，同时在腔体1主动构建第一腔段101和第二腔段102之间温差产生的温度传导影响，并提高改部分的流动效率而尽可能的高效的获得模拟数据，在第一腔段101和第二腔段102的连接处设置有气流发生组件105，气流发生组件105用于将第一腔段101内气体输送至第二腔段102，来加速上述的过程，当然构建气流发生组件105(具体为风扇)，需要实现腔体1内整体的空气流动，也是通过端封盖103上的安装孔来实现的。
55.进一步地，上述实验中均模拟的单纯的空气作为导热介质的电缆埋设和敷设的情况的模拟，但如果电缆整体埋设在土壤或者其他介质中，为此扇形腔体16的内设置有内腔套7，内腔套7的外弧面的两端均设置有弧形导向块8，第一腔段101和第二腔段102的内壁上
设置有供弧形导向块8沿腔体1的轴向位移的轨槽9，内腔套7内部用于填充用于电缆埋设环境模拟的导热介质。
56.当然在实际的测量过程中也可以在第二腔段102上也进行热源组件2的设置。
57.如图4所示，进一步地，本发明中为了实现内腔套7能够自动化的在第一腔段101和第二腔段102以及脱离第二腔段102的位置移动，腔体1的一端设置有用于驱动内腔套7沿轨槽9移动的直线驱动组件10，直线驱动组件10与内腔套7的一端可拆卸连接(具体可以是现有中任何的快拆结构)；其中，内腔套7的长度与第一腔段101的长度相同。本发明在内腔套7作为电缆埋设或者敷设的环境导热介质的承载结构，并且能够在实验过程中于第一腔段101和第二腔段102中进行通过控制直线驱动组件10的驱动而自动化移动。
58.其中，直线驱动组件10为了配合腔体1的整体结构，具体包括液压缸，液压缸的活塞推杆的端部连接有u形架，u形架的一端与活塞推杆的端部连接，u形架的另一端连接内腔套7的端部，也就是u形架沿腔体1的轴向钳形夹持在腔体1的侧壁上，u形架端部连接液压缸的部分位于腔体外，u形架连接内腔套7的部分位于腔体1内。
59.这样，在进行第一腔段101和第二腔段102内进行电缆的埋设或敷设的环境模拟时，多个内嵌套7在第一腔段101内时能够完美的配合，但在移动至第二腔段102中，则相邻两个内腔套7之间存在间隙(此过程中，需要第二腔段102的内壁上也设置有热源组件2)。
60.如图4和图5所示，为了，消除相邻两个内腔套7之间的间隙在热量传递过程中的影响，通过在直线驱动组件10的输出端设置有第一环形件11，以及同轴转动连接在第一环形件11上的第二环形件12，内腔套7的端部通过设置在第二环形件12上的限位槽13连接第二环形件12，且内腔套7的端部与限位槽13活动连接；第一环形件11的圆心处设置有舵机14，舵机14通过支架连接第二环形件12的内壁，舵机14用于在直线驱动组件10驱动内腔套7的远离第一腔段101的端部离开轨槽9时驱动第二环形件12转动，且内腔套7的端部沿限位槽13滑动使内腔套7发生扭曲形变，从而通过形变的方式消除相邻两个内腔套7的间隙，多个内腔套7能够完全包覆在电缆的表面。
61.补充说明地是，本发明中的内腔套7在其与屏蔽柱管4的接触面采用屏蔽柱管4相同的材料，并且尽可能的薄，从而使得内腔套7在进行模拟实验时，能够避免该部分的结构差异产生的导热误差，也就是让内腔套7整体近似于其内部填充的导热介质的导热环境，其中导热介质主要为水、土壤或者其他特殊的电缆埋设或敷设环境中的介质，当然内腔套7的材料本身需要具备一定的变形能力。
62.进一步地，为了更好的完成相邻两个内腔套7之间的缝隙的消除(缝隙的宽度即隔板的厚度)，较为完整的模拟处电缆在埋设或者敷设下的环境，也就是内腔套7在第二腔段102中对电缆进行较为完整的包覆，其主要问题在于多个内腔套7在舵机14驱动下扭曲变形(螺旋扭曲)时，多个内腔套7中间部分能够进行贴合，但是在靠近第一腔段101的端部则还存在间隙，为此，在第一腔段101和第二腔段102连接处轨槽9侧边上设置有与弧形导向块8配合的开槽15，且所有轨槽9的开槽15位于腔体1的同一周向上；在直线驱动组件10驱动内腔套7的远离第一腔段101的端部离开轨槽9时，舵机14驱动内腔套7远离第一腔段101的端部转动，且弧形导向块8进入开槽15中来完成多个内嵌套7靠近第一腔段101的端部的消除缝隙。
63.以上实施例仅为本技术的示例性实施例，不用于限制本技术，本技术的保护范围
由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本技术的实质和保护范围内，对本技术做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本技术的保护范围内。