CN106404551A - 一种模拟地铁车辆电缆加速老化的实验系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种模拟地铁车辆电缆加速老化的实验系统及其方法。该系统包括电缆加速老化模块、电缆式样处理模块、电缆拉伸模块、拉伸数据采集模块，其中：电缆加速老化模块用于对地铁车辆原始电缆进行高温处理以加速老化；电缆式样处理模块用于将地铁车辆电缆处理成标准的哑铃式样；电缆拉伸模块将电缆式样处理模块处理后的标准哑铃式样在水平轴上进行拉伸；拉伸数据采集模块将电缆拉伸模块的拉伸数据进行实时采集，并记录拉伸式样断裂时的位移变化量。实验方法步骤如下：电缆加速老化；电缆标准式样制备；电缆式样拉伸；电缆拉伸数据采集。本发明实验系统全面、实验周期短，可有效的模拟地铁车辆电缆加速老化，市场应用前景广阔。

Description

一种模拟地铁车辆电缆加速老化的实验系统及其方法
技术领域
本发明涉及电力检测技术领域，特别是一种模拟地铁车辆电缆加速老化的实验系统及其方法。
背景技术
电缆在运行过程中受电、热、机械、化学等因素的作用会发生老化。尤其在隧道内，由于环境恶劣，电缆工作时线路损耗等原因，使主干电缆和其他一些重要位置电缆的橡胶绝缘材料长时间处于较高的温度状态，电缆更易产生老化现象，最终导致电缆失效酿成火灾事故。由于缺乏有效的电缆寿命估计方法，为防止电缆的老化起火，目前对地铁车辆电缆一般都定期更换，这种方法具有很大的盲目性。
已有的研究多是围绕电缆特定状况特定故障类型来展开，而未考虑电缆运行中整体缓慢老化带来寿命缩短问题，有可能出现电缆未老化或一定范围老化但未达到更换的程度而被更换的情况，造成材料巨大浪费；另一种情况是电缆已经老化到须更换的程度却因未到达更换周期而延期更换，这种情况后果更加严重，可能造成重大安全事故。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实用性强、精确度高的模拟地铁车辆电缆加速老化的实验系统及其方法，从而预估电缆处在不同热老化状态下的电缆剩余寿命。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种模拟地铁车辆电缆加速老化的实验系统，包括电缆加速老化模块、电缆式样处理模块、电缆拉伸模块、拉伸数据采集模块，其中：
电缆加速老化模块，用于对地铁车辆原始电缆进行高温处理以加速老化；
电缆式样处理模块，用于将地铁车辆老化后电缆处理成标准的哑铃式样；
电缆拉伸模块，将电缆式样处理模块处理后的标准哑铃式样在水平轴上进行拉伸；
拉伸数据采集模块，将电缆拉伸模块的拉伸数据进行实时采集，并记录拉伸式样断裂时的位移变化量。
优选地，所述电缆加速老化模块包括加速老化烘箱，所述加速老化烘箱对地铁车辆原始电缆分别进行150℃加速老化、165℃加速老化、180℃加速老化。
优选地，所述电缆式样处理模块包括哑铃型式样切片刀，所述哑铃型式样切片刀将电缆老化后的式样制备成哑铃式样，哑铃式样中间标记线间距为22mm。
优选地，所述电缆拉伸模块包括电缆水平拉伸仪、电缆水平夹具，所述电缆水平夹具将老化后的电缆哑铃型式样两端水平固定，电缆水平拉伸仪对已固定的电缆式样进行水平拉伸。
优选地，所述拉伸数据采集模块包括拉伸数据采集器、上位机数据处理模块；所述拉伸数据采集器对电缆拉伸过程中的力学信号、位移信号进行实时数据采集，上位机数据处理模块将拉伸数据采集器所采集的数据进行处理，并绘制电缆拉伸力与拉伸位移的变化曲线。
一种模拟地铁车辆电缆加速老化的实验方法，包括以下步骤：
步骤1，电缆加速老化：电缆加速老化模块对地铁车辆原始电缆进行高温加速老化处理；
步骤2，电缆标准式样制备：电缆式样处理模块将电缆加速老化模块老化后的电缆制备成标准哑铃式样；
步骤3，电缆式样拉伸：电缆拉伸模块将电缆式样处理模块处理后的标准电缆式样进行水平固定和水平拉伸；
步骤4，电缆拉伸数据采集：拉伸数据采集模块对电缆拉伸模块拉伸时的力学数据、位移数据进行实时采集，并将采集的数据保存至上位机数据处理模块，以绘制电缆拉伸力与拉伸位移的变化曲线。
优选地，步骤1所述电缆加速老化，具体为：电缆加速老化模块对地铁车辆原始电缆分别进行150℃加速老化、165℃加速老化、180℃加速老化。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)通过借助模拟地铁车辆电缆加速老化的实验方法，来准确预估不同老化程度下地铁车辆电缆剩余寿命变化趋势；(2)为轨道车辆电缆的加速模拟老化和电缆老化程度评估提供了高效、准确的分析方法；(3)通过模拟加速老化方法分析电缆处在不同热老化状态下的电缆剩余寿命，对于电缆预防性更换具有重要指导意义。
附图说明
图1为本发明模拟地铁车辆电缆加速老化的实验系统的结构示意图。
具体实施方式
以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
结合图1，本发明提模拟地铁车辆电缆加速老化的实验系统，包括电缆加速老化模块、电缆式样处理模块、电缆拉伸模块、拉伸数据采集模块，其中：
电缆加速老化模块，用于对地铁车辆原始电缆进行高温处理以加速老化；
电缆式样处理模块，用于将地铁车辆老化后电缆处理成标准的哑铃式样；
电缆拉伸模块，将电缆式样处理模块处理后的标准哑铃式样在水平轴上进行拉伸；
拉伸数据采集模块，将电缆拉伸模块的拉伸数据进行实时采集，并记录拉伸式样断裂时的位移变化量。
优选地，所述电缆加速老化模块包括加速老化烘箱，所述加速老化烘箱对地铁车辆原始电缆分别进行150℃加速老化、165℃加速老化、180℃加速老化。
优选地，所述电缆式样处理模块包括哑铃型式样切片刀，所述哑铃型式样切片刀将电缆老化后的式样制备成哑铃式样，哑铃式样中间标记线间距为22mm。参照GB/T11026.1.2003，对于破坏性实验，试样数量(N)可按下式计算出：
N＝a*b
其中，a为每一实验组内在同一个温度下暴露相同时间的试样个数，b为相同温度下做实验操作的次数。
优选地，所述电缆拉伸模块包括电缆水平拉伸仪、电缆水平夹具，所述电缆水平夹具将老化后的电缆哑铃型式样两端水平固定，所述电缆拉伸模块的水平夹具边缘与电缆式样处理模块处理后的标准式样的标记线重合；电缆水平拉伸仪对已固定的电缆式样进行水平拉伸，拉伸速度为5mm/min。。
优选地，所述拉伸数据采集模块包括拉伸数据采集器、上位机数据处理模块；所述拉伸数据采集器对电缆拉伸过程中的力学信号、位移信号进行实时数据采集，并记录拉伸式样断裂时的位移变化量。上位机数据处理模块将拉伸数据采集器所采集的数据进行处理，并绘制电缆拉伸力与拉伸位移的变化曲线。
本发明模拟地铁车辆电缆加速老化的实验方法，包括以下步骤：
步骤1，电缆加速老化：
电缆加速老化模块对地铁车辆原始电缆分别进行150℃加速老化、165℃加速老化、180℃加速老化。
步骤2，电缆标准式样制备：
电缆式样处理模块将电缆加速老化模块老化后的电缆制备成标准哑铃式样。
步骤3，电缆式样拉伸：
电缆拉伸模块将电缆式样处理模块处理后的标准电缆式样进行水平固定和水平拉伸，拉伸夹具边缘与标准式样的标记线重合。
步骤4，电缆拉伸数据采集：
拉伸数据采集模块对电缆拉伸模块拉伸时的力学数据、位移数据进行实时采集，将采集的数据保存至上位机软件中，绘制电缆拉伸力与拉伸位移的变化曲线。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种模拟地铁车辆电缆加速老化的实验系统，其特征在于，包括电缆加速老化模块、电缆式样处理模块、电缆拉伸模块、拉伸数据采集模块，其中：
电缆加速老化模块，用于对地铁车辆原始电缆进行高温处理以加速老化；
电缆式样处理模块，用于将地铁车辆老化后电缆处理成标准的哑铃式样；
电缆拉伸模块，将电缆式样处理模块处理后的标准哑铃式样在水平轴上进行拉伸；
拉伸数据采集模块，将电缆拉伸模块的拉伸数据进行实时采集，并记录拉伸电缆式样断裂时的位移变化量。
2.根据权利要求1所述的模拟地铁车辆电缆加速老化的实验系统，其特征在于，所述电缆加速老化模块包括加速老化烘箱，所述加速老化烘箱对地铁车辆原始电缆分别进行150℃加速老化、165℃加速老化、180℃加速老化。
3.根据权利要求1所述的模拟地铁车辆电缆加速老化的实验系统，其特征在于，所述电缆式样处理模块包括哑铃型式样切片刀，所述哑铃型式样切片刀将电缆老化后的式样制备成哑铃式样，哑铃式样中间标记线间距为22mm。
4.根据权利要求1所述的模拟地铁车辆电缆加速老化的实验系统，其特征在于，所述电缆拉伸模块包括电缆水平拉伸仪、电缆水平夹具，所述电缆水平夹具将老化后的电缆哑铃型式样两端水平固定，电缆水平拉伸仪对已固定的电缆式样进行水平拉伸。
5.根据权利要求1所述的模拟地铁车辆电缆加速老化的实验系统，其特征在于，所述拉伸数据采集模块包括拉伸数据采集器、上位机数据处理模块；所述拉伸数据采集器对电缆拉伸过程中的力学信号、位移信号进行实时数据采集，上位机数据处理模块将拉伸数据采集器所采集的数据进行处理，并绘制电缆拉伸力与拉伸位移的变化曲线。
6.一种模拟地铁车辆电缆加速老化的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，电缆加速老化：电缆加速老化模块对地铁车辆原始电缆进行高温处理以加速老化；
步骤2，电缆标准式样制备：电缆式样处理模块将电缆加速老化模块老化后的电缆制备成标准哑铃式样；
步骤3，电缆式样拉伸：电缆拉伸模块将电缆式样处理模块处理后的标准电缆式样进行水平固定和水平拉伸；
步骤4，电缆拉伸数据采集：拉伸数据采集模块对电缆拉伸模块拉伸时的力学数据、位移数据进行实时采集，并将采集的数据保存至上位机数据处理模块，以绘制电缆拉伸力与拉伸位移的变化曲线。
7.根据权利要求6所述的模拟地铁车辆电缆加速老化的实验方法，其特征在于，步骤1所述电缆加速老化，具体为：电缆加速老化模块对地铁车辆原始电缆分别进行150℃加速老化、165℃加速老化、180℃加速老化。
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