一种电缆耐压及扭转试验设备

1.本公开属于风力发电技术领域，具体涉及一种电缆耐压及扭转试验设备。


背景技术：

2.风力发电是目前发展较快的一种新型能源发电技术，对于大气雾霾治理、能源结构调整和转变经济发展方式具有重要意义。风电扭转电缆区别于有金属护套结构的传统电力电缆，它采用三相电缆与接地线芯线交替排列结构，从结构上保证了良好的耐扭转性能，但仍需要材料有优良的力学性能。在电性能方面，在运行过程中的压降仍然是在绝缘层位置，因此，长期运行电缆的故障通常也容易发生于此，主绝缘材料的性能是决定电缆质量的关键之一。风电扭转电缆作为连接杆塔和发电机的重要部件，需要承受电、热、力场的综合作用，同时，更高电压、更大功率的发展趋势也对电缆的性能提出了更高的要求。因此，对于风电扭转电缆制造水平和运行可靠性的检测尤为重要。
3.因此，需要提出一种电缆耐压及扭转试验设备，对风电扭转电缆的耐压及扭转性能进行检测。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种电缆耐压及扭转试验设备，该装置能够对风电扭转电缆同时进行耐压及扭转性能检测。
5.为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：
6.一种电缆耐压及扭转试验设备，包括：
7.旋转夹具、与旋转夹具连接的旋转机，其中，待测电缆的一端由所述旋转夹具夹持，所述旋转夹具和旋转机构成扭转组件，以对待测电缆进行扭转试验；
8.电压源，所述电压源与待测电缆的另一端连接，以对待测电缆在进行扭转试验的同时进行耐压试验。
9.优选的，所述旋转夹具包括上夹具体和下夹具体，上夹具体包括上夹具座和上夹片块，下夹具体包括下夹具座和下夹片块，上夹具座和下夹具座通过螺栓连接。
10.优选的，所述旋转机采用伺服电机。
11.优选的，所述电压源包括变频电源，变频电源通过变压器连接保护电阻，保护电阻并联连接分压器；分压器电连接静电电压表。
12.优选的，所述设备还包括温控装置。
13.优选的，所述设备还包括固定支架。
14.优选的，待测电缆被旋转夹具夹持的一端由接地夹具夹持后接地。
15.与现有技术相比，本公开带来的有益效果为：
16.本公开能够同时对风电扭转电缆进行耐压及扭转性能的检测，能够最大限度模拟风电扭转电缆在实际运行环境下的情况，提高电缆耐压及扭转检测结果的可靠性。
附图说明
17.图1是本公开一个实施例提供的一种电缆耐压及扭转试验设备的结构示意图；
18.图2是图1所示设备中的转动夹具的结构示意图；
19.图3是图1所示设备中的电压源的电路结构示意图；
20.图4是本公开另一个实施例提供的接地夹具的结构示意图；
21.附图中的标记说明如下：
22.1、旋转夹具(1-1、上夹具座；1-2、上夹片块；1-3、下夹具座；1-4、下夹片块)；2、电压源；3、温控装置；4、固定支架；5、接地夹具(5-1、上卡座；5-2、下卡座；5-3-1、第一转轴；5-3-2、第二转轴；5-4-1、第一限位杆；5-4-2、第二限位杆；5-5-1、第一限位块；5-5-2、第二限位块)。
具体实施方式
23.下面将参照附图1至图4详细地描述本公开的具体实施例。虽然附图中显示了本公开的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
24.需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本公开的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本公开的范围。本公开的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
25.为便于对本公开实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本公开实施例的限定。
26.一个实施例中，如图1所示，本公开提供一种电缆耐压及扭转试验设备，包括：
27.旋转夹具1、与旋转夹具1连接的旋转机(图中未示出)，其中，待测电缆的一端由所述旋转夹具1夹持，所述旋转夹具1和旋转机构成扭转组件，以对待测电缆进行扭转试验；
28.电压源2，所述电压源2与待测电缆的另一端连接，以对待测电缆在进行扭转试验的同时进行耐压试验。
29.上述实施例构成了本公开的完整技术方案。本实施例能够同时对风电扭转电缆进行耐压及扭转试验，最大限度模拟了风电扭转电缆在实际运行环境下的情况，提高了电缆耐压及扭转检测结果的可靠性。并且，本实施例不需要额外设置耐压测试仪，仅通过电压源就能同时完成对电缆的电压施加和耐压测试工作，相比现有设备减小了体积，降低了成本。
30.另一个实施例中，如图2所示，所述旋转夹具1包括上夹具体和下夹具体，上夹具体包括上夹具座1-1和上夹片块1-2，下夹具体包括下夹具座1-3和下夹片块1-4，上夹具座1-1和下夹具座1-3通过螺栓连接。
31.本实施例中，上夹片块和下夹片块分别焊接在上夹具座和下夹具座上，且均采用三角形结构，夹角为120
°
。相比现有技术中经常采用的弧形设计的夹片，本实施例通过采用
三角形设计，能够很好的配合夹持不同型号电缆，并且夹持稳定，电缆不易打滑。此外，上夹片块和下夹片块的表面均设置有平行齿槽，齿槽间距为1mm，能够进一步增强待测电缆的夹持稳定性，使得电缆与夹具之间不易打滑。需要说明的是，上下夹具座和上下夹片块均选用渗碳齿轮钢制备，其中，夹片块的硬度为55hrc—65hrc之间。
32.另一个实施例中，所述旋转机采用伺服电机。
33.另一个实施例中，如图3所示，所述电压源2包括变频电源，变频电源通过变压器连接保护电阻，保护电阻并联连接分压器；分压器电连接静电电压表。
34.本实施例中，变频电源可用于输出频率可变的电压；变压器采用330kv实验变压器，用于放大由变频电源输出的电压的幅值，以保证输出端有足够的电压；保护电阻由串联电阻构成，以防止因短路而导致电流过大损害电源；分压器由分压电容构成，以保证静电电压表在对电缆进行耐压测试过程中的稳定性；静电电压表则用于测试电缆样品在扭转过程中两端的电压幅值。
35.另一个实施例中，所述设备还包括温控装置3。
36.温控装置是在有温度要求的试验过程中对电缆试样提供一定温度环境的试验装置，本实施例采用常见的数字电子式温控器，采用ntc热敏传感器产生感应电压电流，进而对温度进行数字量化控制，具有有精度高，灵敏度好等优点。该温控器的温控范围在-60℃到+60℃之间，由于电缆端口会与实验装置等部件有一定接触，通常温度与其他位置电缆有一定差距，因此为保证实验结果可靠性，电缆所处的位置要求温差不能超过
±
3℃，放置时间应不少于24小时。
37.另一个实施例中，所述设备还包括固定支架4。
38.本实施例中，固定支架固定于温控装置的一侧，以对待测电缆与电压源连接的一端进行固定。
39.另一个实施例中，如图4所示，待测电缆被旋转夹具夹持的一端由接地夹具5(图1中未示出)夹持后接地。
40.本实施例中，该接地夹具包括上卡座5-1、下卡座5-2，上卡座5-1和下卡座5-2的两侧通过第一限位杆5-4-1和第二限位杆5-4-2连接，第一限位杆5-4-1内设置有第一转轴5-3-1，第二限位杆5-4-2内设置有第二转轴5-3-2，第一限位杆上部设置有第一限位块5-5-1，第二限位杆上部设置有第二限位块5-5-2。
41.下面，对本公开所述设备的工作原理作进一步说明。
42.首先，将待测电缆试样完全置于温控装置内，在预期测试的试验温度下放置应不少于24小时，用来模拟真实使用下的工况。然后开始进行扭转试验，具体过程为：将长度约为12m的电缆试样的一端固定在转动夹具上，另一端固定在固定支架上，且转动夹具距离固定支架的高度约为7m～9m。然后在电压源端施加测试电压，试验容量为30-30000kva，测试电压在1000kv或以下，频率范围在20～300hz，测试电压视要求在允许范围内调整。转动夹具先顺时针扭转1080
°
，然后逆时针扭转相同角度使得试样恢复到初始状态，继续逆时针扭转1080
°
后再顺时针扭转相同角度使得试样恢复到初始状态，此为一个周期。转动夹具的转速一般为720
°
～1440
°
/min。用户没有特殊要求时，推荐进行10000个周期的试验。在整个扭转试验过程中，旋转机可自动记录和控制旋转次数，静电电压表通过实时测试试验电压，温控装置实时测试试验温度，且通过上位机记录和保存相关数据。
43.以上结合具体实施例对本公开所提供的技术方案进行了详细介绍，同时，上述实施例的说明只是用于帮助理解本公开的方法及其核心思想，对于本领域的一般技术人员，依据本公开的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。因此，本说明书内容不应理解为对本公开的限制。