针对电缆附件循环加热试验装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种针对电缆附件循环加热试验装置，其特征在于，包括温度测量电路、电流测量电路和负载电缆，温度测量电路及电流测量电路的输出端连接控制电路，负载电缆形成穿心式变压器的次级线圈，该次级线圈的输出端与温度测量电路及电流测量电路的输入端连接，穿心式变压器的原边连接控制电路。本实用新型能满足电缆附件做循环加热，进行加速老化试验的装置，对循环加热设备进行了完善及调整。在电缆附件加速老化试验进行过程中，无需人工操作，可自动调节电流来稳定温度。
【专利说明】
针对电缆附件循环加热试验装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种针对电缆附件循环加热试验装置，在电线电缆行业中用于加速老化试验，属于电缆附件的电气性能测试技术领域。
【背景技术】
[0002]随着国民经济迅速的发展，电缆在电力线路中的比例正在持续提升;尤其在城市供电网中采用电缆线路，其优越性更加突出；因此把架空线转入地下(电缆)是大城市电网改造中的中心任务之一。
[0003]电缆线路由电缆本体和中间接头、户内外终端头等电缆附件组成。从电缆与接头的关系来说，我们把接头称为电缆附件;但从电缆线路来说，接头决不是一个附属的、次要的部件，它与电缆是同等重要的、必不可少的部件。而且由于接头处于电缆线路中的进出口和对接部位，本身就处于较关键的部位，加上接头要在现场安装等等，使接头附件从结构到工艺都比电缆处于不利的地位。也可以说，接头是电缆线路中最薄弱的环节，因此在电缆线路中除去外力破坏这一外因素外，由于接头附件因制造质量不好、材料选用不当或安装工艺不正确而造成的事故率高达百分之六十至八十。一旦由于电缆或接头的故障引起停电，将会给工农业生产，国际建设以及人民生活带来重大的损失，有的还会酿成很大的危害，因此，我们不仅要对电缆做循环加热试验，针对电缆附件也要做相应的电气试验。
[0004]在正常运行时，湿度、化学物质等对电缆及电缆附件的老化影响很小，但在大电流通过电缆线芯时会产生较高的温度，会加速电缆的老化;所以循环加热试验其实就是模拟电缆在实际运行中受到的热的影响。其试验方法为:对一定长度的电缆试样施加电流，通过调节电流值使电缆的温度稳定在一个较高的温度值左右，加热一固定时间后停止施加电流，使其冷却一固定时间，以上就是一次循环加热的过程。试验在连续完成多次循环后结束。
[0005]因为电缆循环加热和电缆附件循环加热的试验标准不同，现有电缆循环加热要求加热8小时，冷却16小时，在加热过程中保证2小时以上温度控制在90-95°C之间。它上升电流的速度比较缓慢，相对的温升速度也不会过快，一般来说在4.5小时左右能将温度升到设定温度，然后控制电流将温度保证在90-95 °C之间。
[0006]而电缆附件循环加热相对电缆循环加热来说，试品都是一样的，按标准所诉，要求加热时间5小时，冷却时间3小时，在加热过程中保证2小时以上温度控制在95-100 °C之间，用原本的循环加热设备控温，有可能产生2种情况:1、如果电流设定偏小，所需加热时间比较长，无法保证控温2小时以上；2、如果电流设定偏大，所需加热时间能保证在2小时以上，但温度会过冲，无法保证95-100 0C之间。
【发明内容】
[0007]本实用新型要解决的技术问题是:提供了一种无需人工操作、可自动调节电流来稳定温度的针对电缆附件循环加热试验装置，解决了电缆循环加热无法对电缆附件做加热试验的问题。
[0008]为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种针对电缆附件循环加热试验装置，其特征在于，包括温度测量电路、电流测量电路和负载电缆，温度测量电路及电流测量电路的输出端连接控制电路，负载电缆形成穿心式变压器的次级线圈，该次级线圈的输出端与温度测量电路及电流测量电路的输入端连接，穿心式变压器的原边连接控制电路。
[0009 ]优选地，所述的控制电路包括Al模块，Al模块的输出端连接PLC控制器输入端，PLC控制器的输出端连接感应式调压器的输入端，电流设定板、温度设定板、温度测量电路及电流测量电路的输出端分别连接Al模块的输入端。
[0010]优选地，所述的电流测量电路中设有真有效值传感器，真有效值传感器与穿心式电流互感器连接，穿心式电流互感器的两端并联有一个电阻。
[0011]优选地，所述的温度测量电路中设有温度变送模块以及电压电流变送模块。
[0012]本实用新型能满足电缆附件做循环加热，进行加速老化试验的装置，能保证电缆附件在加热过程中5小时内，有2小时以上控温控在95-100°C之间，对循环加热设备进行了完善及调整。在电缆加速老化试验进行过程中，无需人工操作，可自动调节电流来稳定温度。在降温过程中，本设备还连接了外接风扇，给电缆降温，使其在冷却3小时中，能保证将电缆附件温度降到初始值。
【附图说明】
[0013]图1为一种针对电缆附件循环加热试验装置的电路框图；
[0014]图2为温度测量电路的框图；
[0015]图3为电流测量电路的框图；
[0016]图4为S7-200PLC控制器的连接示意图。
【具体实施方式】
[0017]为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0018]本实用新型为一种针对电缆附件循环加热试验装置，如图1所示，包括温度测量电路2及电流测量电路I，温度测量电路2及电流测量电路I的输出端连接控制电路，负载电缆形成穿心式变压器6的次级线圈，该次级线圈的输出端与温度测量电路2及电流测量电路I的输入端连接，穿心式变压器6的原边连接控制电路。
[0019]控制电路包括Al模块，Al模块的输出端连接PLC控制器7输入端，PLC控制器7的输出端连接感应式调压器3的输入端，电流设定板4、温度设定板5、温度测量电路2及电流测量电路I的输出端分别连接AI模块的输入端。
[0020]温度测量电路2及电流测量电路I输出的信号分别传给控制电路作为输入。控制电路将输入的温度信号及电流信号与设定的温度信号及设定电流信号比较后，最终输出一个开关量信号，该开关量信号通过控制感应式调压器3的正反转，来改变感应式调压器3输出电压大小，达到控制大电流变压器(即穿心式变压器6)输出电流。
[0021 ]温度测量电路2中有温度变送模块以及电压电流变送模块。
[0022]本实用新型采用了穿心式电流互感器8加取样电阻来对电缆电流大小进行测量，其精度为0.2级；由于使用的是感应式调压器3，波形畸变不可避免，因此采用了HRS型真有效值传感器，真有效值传感器与穿心式电流互感器8连接，穿心式电流互感器8的两端并联有一个电阻，如图3所示，由它来对穿心式电流互感器8感应过来的电压信号进行处理，并转换为O?5VDC电压信号给控制电路。
[0023]循环加热有初始电流值，最大电流值，设定温度，升温时间，降温时间，斜率采样周期，电流更新周期，最小调节电流等几个主要参数，其中初始电流值，最大电流值，设定温度，升温时间，降温时间在主界面上设置。斜率采样周期，电流更新周期，最小调节电流在附加参数界面上设置。
[0024]电流控制规则如下:例如初始电流值为2000A，最大电流值为2400A，设定温度为97度，升温时间为5小时，降温时间为3小时，斜率采样周期为6000( S卩60S)，电流更新周期为6000(S卩60S)，最小调节电流为500A，初始电缆线芯温度为30度。
[0025]首先程序中有个目标电流值，在参数下载结束的情况下，将初始电流值代入目标电流值(即设定电流值)，此电流值为2000A，更新周期按60S—更新。更新规则为电流折半，如超过最大电流值，按最大电流值记。
[0026]当模缆和样缆电流升到2000A时，电缆温度会缓慢上升，此时PLC控制器7会实时采样温度与电流，此时斜率采样周期起到采集温度周期的作用，按6000就为60S采集一次，比如原60S前温度为30度，后60S温度为34度，这次斜率为K= (34-30)/1 = 4>0.5的时候电流值不变化，当温度慢慢上升，比如到70度后，一分钟后，温度升到70.2度，一分钟前后的2个温度斜率K= (70.2-70)/1 = 0.2小于程序设定的温度斜率K = 0.5的时候，电流加初始电流值的一半为1000A，当2000+1000>最大电流值2400A的时候，最大电流值代入目标电流值，为2400A，模缆样缆电流上升400A，此时温度一般会继续上升，当温度上升超过设定温度I度的时候(97+1 )，目标电流值会下降，取1000A的一般，下降500A，2400-500 = 1900A，如果温度持续上升，每隔4分钟左右下降一次电流值，每次降上一次电流的一半，比如1900-250 =1650A，如果当斜率小于0.5，也就是说温度下降了，电流值会慢慢上升，为前一次的一半1650+125 = 1775A，温度设定为97度，上下I度的时候电流值会动作，就是超过98度，或低于96度，温度斜率为上升，或则下降的时候电流值会相应的下降或上升。
[0027]电流每次更新为上次动作电流值的一半，当最终电流值小于最小调节电流了，每次动作电流为最小调节电流。
[0028]例如:2000+1000-500+250-125+72.5+37.5，因为37.5<50 此时电流动作就是 50A。
[0029]稳流范围为目标电流值的土 15A，比如目标电流为2000A，此时实际电流值在1985-2015A之间不再调整。
[0030]有时候会看到电流一直调节，不稳定，主要是因为电机控制电压过高，每次电流动作超过了稳流范围，因为我们采用的调压器电机是直流电机，其可以通过对电机电压的调速来控制其转速，来控制调压器输出的速度，此时我们将电机电压相应下降，我们可以设置控制调压器电机的可控硅模块的导通角来达到目的，一般建议初始设置为2.3VDC左右，可控硅导通角是由EM235模块2?4.5VDC来控制的。初始设置为2.3VDC时，对应调压器直流电机电压大约70VDC左右，如果由于负载太大，调压器电机不动作，可以适当上调设为2.5VDC，以此上升。
[0031 ] 此设备上升电流总的时间为升温时间，比如升温时间为5小时，他加电流的时间就为5小时，降温时间为3小时，保持分闸状态为3小时。
[0032]即本实用新型中电缆附件的加热要求加热5小时，冷却3小时，在加热过程中保证2小时以上温度控制在95-100 0C之间。
[0033]如图4所示，PLC控制器7为S7-200PLC，S7-200PLC及Al模块相互连接，Al模块连接电流设定板4、温度设定板5、温度测量电路2及电流测量电路I的输出端，PLC连接感应式调压器3的输入端。
[0034]现场控制采用S7-200PLC，根据上述要求完成对现场信号的采集和处理，然后根据采集到的数据完成对现场设备的实时控制;Al模块为西门子EM235模块，其主要负责信号的采集和输出，通过热电偶及大电流互感器经过电压变送器及电流变送器转换成0-5V直流信号给EM235，通过EM235输出一个2.0-4.0V的直流信号去控制可控硅模块，输出一个直流电压70V-220V的电压控制感应式调压器的直流电机，来控制升流及降流的速度，程序以LABVIEW为上位机控制软件，SIEMENS S7为PLC下位机控制，采用模块化编程，主要由模拟量采集、调压器合闸分闸、控制调压器直流电机转速、循环控制、自动控温、过流过压保护及报警、调压器上下限位指示、自动回零等子程序组成。
【主权项】
1.一种针对电缆附件循环加热试验装置，其特征在于，包括温度测量电路(2)、电流测量电路(I)和负载电缆，温度测量电路(2)及电流测量电路(I)的输出端连接控制电路，负载电缆形成穿心式变压器(6)的次级线圈，该次级线圈的输出端与温度测量电路(2)及电流测量电路(I)的输入端连接，穿心式变压器(6)的原边连接控制电路。2.如权利要求1所述的一种针对电缆附件循环加热试验装置，其特征在于，所述的控制电路包括AI模块，AI模块的输出端连接PLC控制器(7)输入端，PLC控制器(7)的输出端连接感应式调压器(3)的输入端，电流设定板(4)、温度设定板(5)、温度测量电路(2)及电流测量电路(I)的输出端分别连接Al模块的输入端。3.如权利要求1所述的一种针对电缆附件循环加热试验装置，其特征在于，所述的电流测量电路(I)中设有真有效值传感器，真有效值传感器与穿心式电流互感器(8)连接，穿心式电流互感器(8)的两端并联有一个电阻。4.如权利要求1所述的一种针对电缆附件循环加热试验装置，其特征在于，所述的温度测量电路(2)中设有温度变送模块以及电压电流变送模块。
【文档编号】G01R31/00GK205656247SQ201620238189
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年3月25日 公开号201620238189.2, CN 201620238189, CN 205656247 U, CN 205656247U, CN-U-205656247, CN201620238189, CN201620238189.2, CN205656247 U, CN205656247U
【发明人】金智勇
【申请人】上海蓝波高电压技术设备有限公司