CN102707105A

CN102707105A - 一种电缆导体模拟负荷电流的发生装置

Info

Publication number: CN102707105A
Application number: CN2012101272413A
Authority: CN
Inventors: 陈玮; 赵健康; 蒙绍新
Original assignee: China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Current assignee: China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2012-10-03

Abstract

本发明提供一种电缆导体模拟负荷电流的发生装置，主要包括计算机控制系统、控制信号线、机柜、控制动力线、二级执行机构、电缆加热回路、被加热电缆本体和温度采集单元，计算机控制系统经过控制信号线传输相应的控制信号到机柜，机柜内包含控制板卡和柱式调压器，控制板卡跟随控制信号线的状态动作，并通过控制柱式调压器的动作调整输出电压，经控制动力线，输入至二级执行机构，进行电缆加热回路升流和降流的处理，二级执行机构产生的加热电流流过电缆加热回路流入被加热电缆本体，温度采集单元将电缆外护套及导体温度反馈至计算机控制系统。本发明能够利用计算机自动控制技术实现自动全程监控；可以实现对通过导体电流的精确控制。

Description

一种电缆导体模拟负荷电流的发生装置

技术领域

本发明属于在线监测领域，具体涉及一种电缆导体模拟负荷电流的发生装置，可以产生任意模拟负荷电流。

背景技术

近些年来，由于交联聚乙烯（XLPE，以下简称）电力电缆由于具有制造工艺简单，安装敷设容易，而且不受落差限制，电气性能和热机械性能优良，传输容量大，运行维护方便，火灾隐患小等诸多优点已成为电缆发展和工程应用的主流。而随着交联电缆在城区大量使用，原有电缆线路的负荷也随着城市用电量的增加而不断增大。一些新的非常规的敷设方式也在实际中得到应用，电缆线路的载流能力及运行可靠性是电力调度以及电缆运行维护部门尤为关心的问题。电缆的可靠运行是保证整个电网安全运行的重要环节而电缆的可靠运行又与其绝缘的运行温度有着紧密关系，因此制定合理、科学的载流量标准是保证电缆安全、经济运行的基础。

电缆载流量是按电缆导体在通载一定电流下引起的温升不超过绝缘材料最高允许温度而确定的。而如何发生精确的试验电流则成为试验中一个非常重要的环节。

有关这方面的文献报道例如申请号为200720190313.3的名为双极性模拟电流信号产生装置的实用新型专利，公开了一种双极性模拟电流信号产生装置，包括模拟信号双极性发生器E、模拟信号选择器F、两个信号输入端和一个信号输出端，所述两个信号输入端为单极性模拟电流信号I输入端和状态控制信号K输入端，输出信号端为双极性模拟电流信号I1输出端；所述模拟信号双极性发生器E连接单极性模拟电流信号I输入端,模拟信号选择器F连接模拟信号双极性发生器E、状态控制信号K输入端和双极性模拟电流信号I1输出端。所述的装置使检测到的绕组单极性模拟电流信号转换为带有正负极性的双极性模拟电流信号，从而可以拓宽了开关磁阻电动机调速系统的应用领域。然而，上述专利并没有涉及到电缆载流量试验中可以产生精确的试验电流的发生装置。而这方面技术尚未有公开文献披露。

有鉴于此，有必要提供一种电缆导体模拟负荷电流的发生装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是：为了克服在试验中实现电缆温度控制按照实际所需发生变化时灵敏度、准确度和可信度低的缺点，克服现有技术中缺乏在电缆载流量试验中可以产生精确电流的发生装置及方法，本发明提供一种电缆导体模拟负荷电流的发生装置，可以精确控制试验电流，在大电流情况下精度可控制在±5%以内。

本发明所采用的技术方案是：一种电缆导体模拟负荷电流的发生装置，主要包括计算机控制系统、控制信号线、机柜、控制动力线、二级执行机构、电缆加热回路、被加热电缆本体和温度采集单元，其特征在于：

计算机控制系统是整个装置的核心控制部分，计算机控制系统经过控制信号线传输相应的控制信号到机柜，机柜内包含控制板卡和柱式调压器，控制板卡跟随控制信号线的状态动作，并通过控制柱式调压器的动作调整输出电压，经控制动力线，输入至二级执行机构，进行电缆加热回路升流和降流的处理，二级执行机构产生的加热电流流过电缆加热回路流入被加热电缆本体，温度采集单元将电缆外护套及导体温度反馈至计算机控制系统。

如上所述的电缆导体模拟负荷电流的发生装置，其特征在于，所述机柜还包括继电器、接触器、小型变压器、升流器，继电器由控制板卡本身自带的继电器以及由它控制的下级继电器组成；计算机控制系统控制控制板卡动作操作继电器，继电器再去操作接触器，由接触器控制柱式调压器上的电机正反转，实现升流器升降压的目的，另一方面现场的电压值经过小型变压器后返回计算机控制系统，实现闭环控制。

如上所述的电缆导体模拟负荷电流的发生装置，其特征在于，所述温度采集单元负责电缆回路中对温度数据的处理和保存，包括数据采集模块、数据通讯转化器和后台数据处理；数据采集模块采用多个模块级联方式，多个数据采集模块级联后通过数据线连接至数据通讯转化器，实时采集试验现场电缆外护套和导体的温度信号，经过隔离滤波处理后，将采集后的数字量温度数据还原成数字信号后传输至计算机控制系统，由计算机控制系统实现多温度的显示、波形输出功能，后台数据处理完成对数据储存、调用和分析的功能。

如上所述的电缆导体模拟负荷电流的发生装置，其特征在于，所述每个数据采集模块采用8个模拟输入通道，支持V、mV、mA和热电偶输入方式，16位分辩，内置TVS/ESD保护可达3000VDC隔离电压。

本发明的有益效果是：本发明的优点在于能够利用计算机全自动化控制技术实现自动全程监控；可以实现对通过导体电流的精确控制，并由计算机控制系统采集相关数据，及时对电缆系统样品的温度分布情况进行监控。

附图说明

图1是本发明实施例电缆导体模拟负荷电流的发生装置的典型安装布置图。

图2本发明实施例的现场温度采单元的内部结构示意图。

图3是本发明实施例的机柜结构输出控制流程图。

图4是本发明实施例的控制算法流程图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。

附图1中的符号说明：1、计算机控制系统；2、控制信号线；3、机柜；4、控制动力线；5、二级执行机构；6、电缆加热回路；7、被加热电缆本体；8、温度采集单元。

附图2中的符号说明：9、数据采集模块9；10、数据通讯转化器；计算机11、后台数据处理。

附图3中的符号说明：12、控制板卡；13、继电器；14、接触器；15、柱式调压器；16、小型变压器；17、升流器。

参考图1，本发明的电缆导体模拟负荷电流的发生装置主要包括组成部分计算机控制系统1、控制信号线2、机柜3、控制动力线4、二级执行机构5、电缆加热回路6、被加热电缆本体7和温度采集单元8。计算机控制系统1是整个系统的核心控制部分，通过计算机控制系统1发出的控制信号，主要完成各种数据量的采集（包括电压信号、电流信号和温度信号），并根据实际的信号通过逻辑控制输出相应的信号，完成人机交互、实时数据采集、分析、控制信号输出、数据存贮、图形绘制等任务。计算机控制系统1经过控制信号线2传输相应的控制信号到机柜3，机柜3内包含控制板卡12和柱式调压器15，控制板卡12跟随控制信号线2的状态动作，并通过控制柱式调压器15的动作调整输出电压，经控制动力线4，输入至二级执行机构5，进行电缆加热回路6升流和降流的处理。二级执行机构5产生的加热电流流过电缆加热回路6流入被加热电缆本体7。温度采集单元8将电缆外护套及导体温度反馈至计算机控制系统1。

参考图2，温度采集单元8主要负责电缆回路中对温度数据的处理和保存，包括数据采集模块9 、数据通讯转化器10和后台数据处理11。现场的数据采集模块9采用多个模块级联方式，每个模块采用8个模拟输入（6差分，2单端）通道，支持V、mV、mA和热电偶（J，K，T，E，R，S，B类型）输入方式，16位分辩，内置TVS/ESD保护可达3000VDC隔离电压:。多个数据采集模块9级联后通过数据线连接至数据通讯转化器10，将实时采集试验现场电缆保护套和导体的温度信号，经过隔离滤波处理后，将采集后的数字量温度数据还原成数字信号后传输至计算机控制系统1。由计算机控制系统1实现多温度的显示、波形输出等功能。后台数据处理11完成对数据储存、调用和分析等功能。

参考图3，机柜3是整个系统控制中的关键环节，包括控制板卡12，继电器13，接触器14，柱式调压器15，小型变压器16，升流器17。

计算机控制系统1控制控制板卡12动作操作继电器13，继电器13由控制板卡本身自带的继电器以及由它控制的下级继电器组成。继电器13再去操作接触器14，由接触器14控制柱式调压器15上的电机正反转，实现升流器17升降压的目的。升流器17作为系统的执行机构，主要是利用磁感应势在闭合回路里产生短路电流，通过操作机构输入的大容量的可调电压，在闭合的电缆试验回路里产生可以控制的试验短路电流，以达到对试验电缆样品进行感应加热的目的。另一方面现场的电压值经过小型变压器16后返回计算机控制系统1，实现闭环控制。

参考图4，进入程序后，先对各个模块进行初始化，然后调用测量电流子程序，测量并显示实时电流值，输入需要设定的电流值，检查是否超过设定值范围，如果超过则报警，并返回重新输入设定值，如果没超过则继续将设定值和与实际测量得到的值进行比较，假设实际测量值大于设定值，则调用子降流程序，若实际测量值小于设定值则调用升流子程序。将调整后的电流值经采集返回，并续监控实时电流值，实现闭环控制。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims

1.一种电缆导体模拟负荷电流的发生装置，主要包括计算机控制系统、控制信号线、机柜、控制动力线、二级执行机构、电缆加热回路、被加热电缆本体和温度采集单元，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的电缆导体模拟负荷电流的发生装置，其特征在于，所述机柜还包括继电器、接触器、小型变压器、升流器，继电器由控制板卡本身自带的继电器以及由它控制的下级继电器组成；计算机控制系统控制控制板卡动作操作继电器，继电器再去操作接触器，由接触器控制柱式调压器上的电机正反转，实现升流器升降压的目的，另一方面现场的电压值经过小型变压器后返回计算机控制系统，实现闭环控制。

3.根据权利要求1所述的电缆导体模拟负荷电流的发生装置，其特征在于，所述温度采集单元负责电缆回路中对温度数据的处理和保存，包括数据采集模块、数据通讯转化器和后台数据处理；数据采集模块采用多个模块级联方式，多个数据采集模块级联后通过数据线连接至数据通讯转化器，实时采集试验现场电缆外护套和导体的温度信号，经过隔离滤波处理后，将采集后的数字量温度数据还原成数字信号后传输至计算机控制系统，由计算机控制系统实现多温度的显示、波形输出功能，后台数据处理完成对数据储存、调用和分析的功能。

4.根据权利要求3所述的电缆导体模拟负荷电流的发生装置，其特征在于，所述每个数据采集模块采用8个模拟输入通道，支持V、mV、mA和热电偶输入方式，16位分辩，内置TVS/ESD保护可达3000VDC隔离电压。