CN103983563A - 一种多因子耦合电缆老化试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多因子耦合电缆老化试验系统，包括壳体，壳体内设有呈同心圆形状的多根环形轨道，同心圆圆心上设有辐照源，多根环形轨道上设有多组径向滑轨，每组径向滑轨上设有一烘箱，每组径向滑轨的靠近辐照源的一端均设有屏蔽层；烘箱包括箱体，箱体内部设有加湿装置、发热装置以及可旋转电缆样品支架。本发明能够同时模拟一定温度、湿度和辐照剂量的试验条件，实现多因子耦合，从而能够满足湿-热-辐照多因子耦合试验条件；还可根据试验需要任意组合温度、湿度以及辐照这三种因素，满足湿-热、湿-辐照、热-辐照、湿、热、辐照6种试验条件，用途广泛，实现了一机多用；且本发明整体结构简单，便于制造。

Description

一种多因子耦合电缆老化试验系统

技术领域

本发明涉及电缆性能试验设备技术领域，特别是涉及一种多因子耦合电缆老化试验系统。

背景技术

电缆在使用过程中受到环境因素的影响会出现老化现象，常见的环境因素包括高温、湿度、振动等，在核反应堆等特殊环境下则还需经受辐照。

核电厂中安全壳内电缆属不易更换物项，为保证反应堆安全运行，电缆需通过鉴定试验获知其使用寿命，或者模拟老化因素进行加速试验研究。现有电缆的鉴定寿命确定或是加速老化试验研究多是将热老化、辐照老化等分别进行，而在核电厂实际环境中，多为高温、水汽、辐照等二个或多个老化因素同时存在，并且，老化机理表明顺序老化试验模拟与多因子耦合老化试验模拟相比，两种条件下老化程度有可能存在差异。为更加真实地模拟实际环境，电缆老化试验装置应同时模拟多种环境因素影响，即具备多因子耦合的试验条件。

目前，常见的试验装置一般可以满足单因子(热、湿、辐照等)，对于同时满足湿-热-辐照多因子耦合试验条件的装置或设备，现仍处于空缺状态。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种能够同时模拟温度、湿度和辐照环境也可任意组合这三种环境的多因子耦合电缆老化试验系统，以克服现有技术的上述缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种多因子耦合电缆老化试验系统，包括壳体，所述壳体内设有呈同心圆形状的多根环形轨道，所述多根环形轨道的同心圆圆心上设有辐照源，所述多根环形轨道上设有多组径向滑轨，每组径向滑轨上设有一烘箱，每组径向滑轨的靠近所述辐照源的一端均设有屏蔽层；

所述烘箱包括箱体，所述箱体内部设有发热装置、加湿装置以及可旋转电缆样品支架；所述可旋转电缆样品支架由电机驱动；

所述壳体外设有控制单元，所述发热装置、加湿装置以及所述电机均与所述控制单元连接。

优选地，所述控制单元包括控制柜，所述控制柜包括控制面板，所述控制面板上设有温度调节开关、湿度调节开关、可旋转电缆样品支架的旋转控制开关以及显示屏。

优选地，所述烘箱内设有温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器均与所述控制单元连接。

可选地，所述屏蔽层至少为一层，所述屏蔽层为水箱结构的屏蔽层。

可选地，所述屏蔽层为一铅板结构的屏蔽层。

如上所述，本发明的多因子耦合电缆老化试验系统，具有以下有益效果：

1、能够同时模拟一定温度、湿度和辐照剂量的试验条件，实现多因子耦合，从而能够满足湿-热-辐照多因子耦合试验条件；还可根据试验需要任意组合温度、湿度以及辐照这三种因素，满足湿-热、湿-辐照、热-辐照、湿、热、辐照6种试验条件，用途广泛，实现了一机多用；且本发明整体结构简单，便于制造。

2、控制单元的设置使本发明的可操作性强、试验条件的设置灵活，大幅提高工作效率；且因控制单元设于壳体外，使控制柜的各电子、电气元器件不受壳体内环境因素的影响，特别是不受辐照因素的影响，从而有利于保护各电子、电气元器件的使用寿命，也使本发明的故障率低。

附图说明

图1显示为本发明的多因子耦合电缆老化试验系统的俯视示意图。

图2显示为本发明的多因子耦合电缆老化试验系统的烘箱的结构示意图。

图3显示为图2中I视图的局部放大示意图。

元件标号说明

1       电缆哑铃片样品                100     壳体

200     环形轨道                      300     径向滑轨

400     烘箱                          410     箱体

420     可旋转电缆样品支架            421     挂物盘

421a    外环                          421b    内环

421c    径向筋板                      421d    通孔

422     转轴                          423     绕线杆

424     加强板                        500     辐照源

600     屏蔽层                        700     控制单元

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

鉴于现有技术的电缆老化试验装置只能满足单因子(热、湿、辐照等)，不能同时满足湿-热-辐照这样的多因子耦合试验条件，从而无法真实模拟核电厂的实际环境，无法准确进行核电厂用电缆的老化试验，不利于鉴定核电厂用电缆的使用寿命。本发明的发明人设计出一种多因子耦合电缆老化试验系统，通过在装置的壳体内设置辐照源、烘箱以及加湿装置，使本发明能够同时模拟一定温度、湿度和辐照剂量的试验条件，实现多因子耦合，以真实地模拟出核电厂的实际环境，准确地鉴定出电缆的使用寿命。

以下将通过具体实施例来对本发明的多因子耦合电缆老化试验系统进行详细说明。

如图1所示，一种多因子耦合电缆老化试验系统，包括壳体100，所述壳体100内设有呈同心圆形状的多根环形轨道200，所述多根环形轨道200的同心圆圆心上设有辐照源500，所述多根环形轨道200上设有多组径向滑轨300，每组径向滑轨300上设有一烘箱400，每组径向滑轨300的靠近所述辐照源500的一端均设有屏蔽层600。

如图2所示，所述烘箱400包括箱体410，所述箱体410内部设有发热装置(图中未示出)、加湿装置(图中未示出)以及可旋转电缆样品支架420；所述可旋转电缆样品支架420由电机(图中未示出)驱动。所述各烘箱400的箱体410底部均设有驱动其沿所述径向滑轨300移动的驱动系统。

为了便于操控本发明的多因子耦合电缆老化试验系统，使本发明的多因子耦合电缆老化试验系统自动化程度高，如图1、图2所示，本发明的多因子耦合电缆老化试验系统还包括控制单元700，为了避免控制单元700的各元器件在电缆老化试验过程中也被老化，进而影响到控制单元700的使用寿命，所述控制单元700设于所述壳体100外部，而所述壳体100的内壁或外壁设有一层屏蔽层，以免辐照射线泄漏到所述壳体100的外部。所述发热装置、加湿装置以及驱动所述可旋转电缆样品支架420的电机均与所述控制单元700连接。所述控制单元700包括控制柜，所述控制柜包括控制面板，所述控制面板上设有温度调节开关、湿度调节开关、可旋转电缆样品支架420的旋转控制开关以及显示屏。

所述发热装置的用途是为了给进行老化试验的电缆营造温度环境，从操作的便利性、灵活性考虑，优选地，本发明的所述发热装置采用电加热器。当然所述发热装置也可以采用其他多种形式，比如燃煤炉、利用汽轮机的抽汽进行供热的加热器等，只要能够为进行老化试验的电缆营造出要求的温度环境即可。

所述加湿装置的用途是为了给进行老化试验的电缆营造湿度环境，从操作的便利性、灵活性、以及经济性考虑，优选地，本发明的所述加湿装置为包括水箱以及电加热器的蒸汽发生器。当然，所述加湿装置也可以采用超声波加湿器、直接蒸发型加湿器(也叫做纯净型加湿器)以及其它各种类型的蒸汽发生器，只要能够为进行老化试验的电缆营造出要求的湿度环境即可。

从制造成本、生产便利性考虑，以及为了能够同时对不同种类的电缆样品进行老化试验，以保证不同种类电缆样品试验条件的一致性，如图2、图3所示，优选地，所述可旋转电缆样品支架420包括上下排布、平行布置的多个挂物盘421，所述挂物盘421包括同心布置的外环421a和内环421b，所述外环421a和所述内环421b之间沿圆周均设有多根径向筋板421c，所述径向筋板421c上设有用于挂物的多个通孔421d；所述多个挂物盘的内环421b均与竖直放置的一转轴422固定，所述多个挂物盘的外环421a分别与沿其圆周均布、竖直放置的多根绕线杆423连接，所述多根绕线杆423的下端还与一加强板424固定，所述加强板424与所述转轴422也固定；所述转轴422由设于所述壳体100外部的所述电机驱动；这样，通孔421d可以用来悬挂进行老化试验的取自电缆护套的电缆哑铃片样品1，加强板424与多个挂物盘421之间的那部分绕线杆423可以用来捆绑整缆样品；所述电机带动所述转轴422使所述可旋转电缆样品支架420绕所述转轴422旋转，从而保证了样品试验条件的均匀性。当然所述可旋转电缆样品支架420也可以设计成其它的结构形式，比如将挂物盘421设计成整块的圆盘，在圆盘上设挂物用通孔；采用筒体结构代替多个挂物盘下方的绕线杆，用来捆绑整缆样品；总之，只要能够为各样品营造均匀的试验条件，使各样品在老化试验后的老化程度保持一致即可。

为了实时、准确地监控所述烘箱内的温度和湿度，优选地，所述烘箱400内设有温度传感器(图中未示出)和湿度传感器(图中未示出)，所述温度传感器和湿度传感器均与所述控制单元700连接，使所述烘箱400内的温度值和湿度值实时地由控制单元700的显示屏显示出来。

为了使本发明一机多用，同时营造出多种不同的老化环境，同时对电缆样品进行各种不同的老化试验，节约试验时间，各烘箱的箱体410均采用相互独立的封闭式结构，从而使各烘箱的箱体410内部可以同时具备不同的温度、不同的湿度。为了使各烘箱的箱体410内部可以同时具备来自辐照源500的不同辐照剂量，所述屏蔽层600可设计成水箱结构和铅板结构，当采用水箱结构时，所述屏蔽层600可以是一层也可以是多层，通过调节烘箱400在径向滑轨300上的位置以及增减屏蔽层600的层数，来调节各烘箱的箱体410内部的辐照剂量；倘若某个烘箱的箱体410内部不需要辐照，则相应的屏蔽层600采用铅板结构的屏蔽层，将辐照源500发出的射线彻底屏蔽掉。从屏蔽效果的均匀性、一致性考虑，本发明的所述屏蔽层600优选地设计为扇形，当然也可以设计成长方体形状或其它形状，只要能达到所需的屏蔽效果即可。

本发明的多因子耦合电缆老化试验系统的使用方法如下：将需要进行老化试验的电缆哑铃片样品1挂于烘箱400的所述可旋转电缆样品支架420的通孔421d，将需要进行老化试验的整缆样品缠绕在烘箱400所述可旋转电缆样品支架420的绕线杆423的外侧并捆绑固定好，将装好电缆样品的各烘箱400的箱门关上，使各烘箱400的箱体封闭起来。根据各封闭好的烘箱400内部电缆老化试验所需要的辐照剂量为各组径向滑轨300设置好屏蔽层600，然后将一个封闭好的烘箱400放在距离壳体门最近的一组径向滑轨300上，推动该烘箱400，使该组径向滑轨300和烘箱400一起沿多根环形轨道200滑动；再使另一组径向滑轨300沿多根环形轨道200滑动到距离壳体门最近的位置，将另一封闭好的烘箱400放于其上，再推动它们沿多根环形轨道200滑动远离壳体门；以此类推，将所有装好电缆样品的烘箱400均放到相应的径向滑轨300上，将壳体门关上，使所述壳体100处于封闭状态。通过各烘箱400的箱体410底部的驱动系统使各烘箱400在径向滑轨300上滑动(本发明为各烘箱400的箱体410底部的驱动系统设有专门的控制系统，该控制系统设于所述壳体100的外部)，使各烘箱400分别固定在合适的位置。打开所述控制单元700的旋转控制开关，使所述可旋转电缆样品支架420匀速旋转；通过所述控制单元700的温度调节开关控制各烘箱400的发热装置，使各烘箱400的箱体410内部达到所需的温度，通过所述控制单元700的湿度调节开关控制各烘箱400的加湿装置，使各烘箱400的箱体410内部达到所需的湿度；通过各烘箱400内的温度传感器和湿度传感器实时测量烘箱400的箱体410内部的实际温度、湿度，由所述控制单元700的显示屏显示出来，以实时监控各烘箱400的箱体410内部的环境参数；可旋转电缆样品支架420的匀速旋转保证了电缆样品均匀地接受辐照、加热和加湿。保持以上状态，直到达到规定的试验时间，关闭控制单元700的所有开关，则湿-热-辐照的多因子耦合电缆老化试验完成。若只需做湿-热试验，则把所有烘箱400相对应的屏蔽层600均设为铅板结构的屏蔽层即可；若只需做湿-辐照试验，则不启动所述控制单元700的温度调节开关、使各烘箱400的发热装置均不工作即可；若只需做热-辐照试验，则不启动所述控制单元700的湿度调节开关、使各烘箱400的加湿装置均不工作即可；同样的道理，本发明还可以进行湿、热、辐照这些单因子电缆老化试验。因为各烘箱400相互独立，所以各烘箱400还可以同时对不同的电缆样品做不同的多因子耦合电缆老化试验以及单因子电缆老化试验。

综上所述，本发明的多因子耦合电缆老化试验系统能够同时模拟一定温度、湿度和辐照剂量的试验条件，实现多因子耦合，从而能够满足湿-热-辐照多因子耦合试验条件；还可根据试验需要任意组合温度、湿度以及辐照这三种因素，满足湿-热、湿-辐照、热-辐照、湿、热、辐照等六种试验条件，用途广泛，实现了一机多用；且本发明整体结构简单，便于制造。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种多因子耦合电缆老化试验系统，包括壳体(100)，其特征在于，所述壳体(100)内设有呈同心圆形状的多根环形轨道(200)，所述多根环形轨道(200)的同心圆圆心上设有辐照源(500)，所述多根环形轨道(200)上设有多组径向滑轨(300)，每组径向滑轨(300)上设有一烘箱(400)，每组径向滑轨(300)的靠近所述辐照源的一端均设有屏蔽层(600)；

所述烘箱(400)包括箱体(410)，所述箱体(410)内部设有发热装置、加湿装置以及可旋转电缆样品支架(420)；所述可旋转电缆样品支架(420)由电机驱动；

所述壳体(100)外设有控制单元(700)，所述发热装置、加湿装置以及所述电机均与所述控制单元(700)连接。

2.根据权利要求1所述的多因子耦合电缆老化试验系统，其特征在于：所述控制单元(700)包括控制柜，所述控制柜包括控制面板，所述控制面板上设有温度调节开关、湿度调节开关、可旋转电缆样品支架的旋转控制开关以及显示屏。

3.根据权利要求1所述的多因子耦合电缆老化试验系统，其特征在于：所述烘箱(400)内设有温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器均与所述控制单元(700)连接。

4.根据权利要求2所述的多因子耦合电缆老化试验系统，其特征在于：所述烘箱(400)内设有温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器均与所述控制单元(700)连接。

5.根据权利要求1至4任一所述的多因子耦合电缆老化试验系统，其特征在于：所述屏蔽层(600)至少为一层，所述屏蔽层为水箱结构的屏蔽层。

6.根据权利要求1至4任一所述的多因子耦合电缆老化试验系统，其特征在于：所述屏蔽层(600)为一铅板结构的屏蔽层。