CN109900993A - 一种火焰作用下电缆损伤模拟实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火焰作用下电缆损伤模拟实验装置，包括：屏蔽箱，屏蔽箱的顶部设置有针刺模拟器，屏蔽箱的侧壁上设置有第一滑道，第一滑道贯穿屏蔽箱的内部，第一滑道滑动连接有移动滑块，移动滑块用于固定电缆，屏蔽箱的底部设置有火焰模拟器。实验时，将电缆固定在移动滑块上，针刺模拟器对固定在移动滑块上的电缆进行针刺损伤模拟，针刺损伤模拟完成之后，移动滑块沿着第一滑道带动电缆向下移动至火焰模拟器的附近，火焰模拟器对固定在移动滑块上的电缆进行火焰损伤模拟，同时外接的测试仪器对电缆进行检测，本发明的实验装置能够有效的模拟火焰作用下电缆损伤并进行检测，帮助研究人员深入的研究电缆针刺缺陷。

Description

一种火焰作用下电缆损伤模拟实验装置

技术领域

本发明涉及电缆故障测评技术领域，特别涉及一种火焰作用下电缆损伤模拟实验装置。

背景技术

电力电缆作为电力传输媒介，目前已经大范围应用于电场、铁路、航空、城市等输配电线路中，其安全性与可靠性对电力设备乃至整个电力系统的安全有着重意义。随着城市发展，电力电缆的使用越来越频繁，故障出现也愈加频繁，电缆故障模拟以及电缆状态监测得到大量相关研究人员的关注。目前，许多学者对电缆针刺缺陷展开了研究，但是由于没有相关的实验装置，不能精确、全面地对故障进行模拟，并且难以对针刺缺陷下电缆遭到火焰作用时的情况进行模拟，导致对于电缆针刺缺陷的研究不够深入。

发明内容

本申请提供了一种火焰作用下电缆损伤模拟实验装置，以解决现有的实验装置不能精确、全面地对故障进行模拟，并且难以对针刺缺陷下电缆遭到火焰作用时的情况进行模拟的问题。

为了解决上述技术问题本发明提供一种火焰作用下电缆损伤模拟实验装置，所述装置包括：屏蔽箱，所述屏蔽箱的顶部设置有针刺模拟器，所述针刺模拟器用于对电缆进行针刺损伤模拟，所述屏蔽箱的侧壁上设置有第一滑道，所述第一滑道贯穿所述屏蔽箱的内部，所述第一滑道滑动连接有移动滑块，所述移动滑块用于固定电缆，所述屏蔽箱的底部设置有火焰模拟器，所述火焰模拟器用于对电缆进行火焰损伤模拟。

优选的，所述针刺模拟器包括设置于所述屏蔽箱顶部的第二滑道，所述第二滑道滑动连接有针刺滑块，所述针刺滑块用于固定钢针。

优选的，所述火焰模拟器包括实验台，所述实验台的顶面上设置有电缆容置槽，所述电缆容置槽的顶部设置有容置槽盖，所述容置槽盖与所述电缆容置槽相配合以使电缆封闭在所述电缆容置槽的内部，所述电缆容置槽的槽壁上设置有喷枪。

优选的，所述容置槽盖的内壁上设置有喷枪。

优选的，所述容置槽盖的内壁上和所述电缆容置槽的槽壁上均设置有多个喷枪，所述容置槽盖的内壁上的多个所述喷枪呈均匀分布，所述电缆容置槽的槽壁上的多个所述喷枪呈均匀分布。

优选的，所述屏蔽箱的内部设置有第一隔离门和第二隔离门，所述第一隔离门和所述第二隔离门均与所述屏蔽箱的侧壁转动连接，所述第一隔离门和所述第二隔离门合并时将所述屏蔽箱分隔为两个独立的空间。

优选的，所述第一隔离门和所述第二隔离门均与所述屏蔽箱的侧壁铰接，所述第一隔离门和所述第二隔离门相对的一侧的形状相适配。

优选的，所述屏蔽箱的两侧侧壁上均设置有第一滑道，两侧的所述移动滑块的材质均为导电材料，所述移动滑块的相背两侧均设置有连接孔。

本申请实施例提供的技术方案，火焰作用下电缆损伤模拟实验装置包括：屏蔽箱，屏蔽箱的顶部设置有针刺模拟器，针刺模拟器用于对电缆进行针刺损伤模拟，屏蔽箱的侧壁上设置有第一滑道，第一滑道贯穿屏蔽箱的内部，第一滑道滑动连接有移动滑块，移动滑块用于固定电缆，屏蔽箱的底部设置有火焰模拟器，火焰模拟器用于对电缆进行火焰损伤模拟。实验时，将电缆固定在移动滑块上，针刺模拟器对固定在移动滑块上的电缆进行针刺损伤模拟，针刺损伤模拟完成之后，移动滑块沿着第一滑道带动电缆向下移动至火焰模拟器的附近，火焰模拟器对固定在移动滑块上的电缆进行火焰损伤模拟，同时外接的测试仪器对电缆进行检测，本发明的实验装置能够有效的模拟火焰作用下电缆损伤并进行检测，帮助研究人员深入的研究电缆针刺缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的火焰作用下电缆损伤模拟实验装置的整体示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，为本发明实施例提供的火焰作用下电缆损伤模拟实验装置的整体示意图。所述装置包括：屏蔽箱1，屏蔽箱1可以是正方体、圆柱体等形状，屏蔽箱1的不仅起到支撑的作用还能隔绝外部异物的干扰，提高实验的准确性。另外为了放置电缆可以在屏蔽箱1的侧壁设置开口。

所述屏蔽箱1的顶部设置有针刺模拟器11，所述针刺模拟器11用于对电缆进行针刺损伤模拟。屏蔽箱1的外部还可以设置控制台，控制台上可以设置一些操作按钮，比如可以设置针刺控制按钮，控制台和针刺模拟器11电连接，针刺控制按钮、确认按钮、选择按钮根据实验需求设置针刺缺陷的角度、深度、数量以及缺陷在电缆上的位置。

所述屏蔽箱1的侧壁上设置有第一滑道2，所述第一滑道2贯穿所述屏蔽箱1的内部，所述第一滑道2滑动连接有移动滑块21，所述移动滑块21用于固定电缆，所述屏蔽箱1的底部设置有火焰模拟器12，所述火焰模拟器12用于对电缆进行火焰损伤模拟。实验时，将电缆固定在移动滑块21上，针刺模拟器11对固定在移动滑块21上的电缆进行针刺损伤模拟，针刺损伤模拟完成之后，移动滑块21沿着第一滑道2带动电缆向下移动至火焰模拟器12的附近，火焰模拟器12对固定在移动滑块上的电缆进行火焰损伤模拟，同时外接的测试仪器对电缆进行检测，从而有效的模拟火焰作用下电缆损伤并进行检测，帮助研究人员深入的研究电缆针刺缺陷。

所述针刺模拟器11可以包括设置于所述屏蔽箱1顶部的第二滑道3，所述第二滑道3滑动连接有针刺滑块31，所述针刺滑块31用于固定钢针32。实验电缆可以通过夹具固定在移动滑块21上，使用控制台上的针刺控制按钮、确认按钮、选择按钮根据实验需求设置针刺缺陷的角度、深度、数量以及缺陷在电缆上的位置，完成设置后，钢针32随着针刺滑块31调整位置，进行旋转，对相应部位进行缺陷处理。

另外还可以设置移动滑块21可以带动电缆360°旋转，这样电缆随着移动滑块21转动同时调整角度与位置，可以对电缆的任意位置进行针刺缺陷处理。其中，钢针32的材质可以是钨钢，钢针32和针刺滑块31可以是可拆卸连接，钢针32经过长时间使用会发生磨损，针刺缺陷模拟的效果减弱，所以设置为可拆卸连接，方面更换钢针32。

所述火焰模拟器12可以包括实验台121，所述实验台121的顶面上设置有电缆容置槽122，火焰模拟器12用于模拟损伤的电缆在火焰作用下的使用状况。实验台121的作用是为了支撑电缆，实验台121可以固定设置在屏蔽箱1的底部。电缆容置槽122的形状与电缆相匹配，为了提高装置的适配性，可以将电缆容置槽122的内部设置为可调节大小，比如可以在电缆容置槽122的内部单独设置可伸缩的夹持装置，可以针对不同尺寸的电缆进行模拟实验。

所述电缆容置槽122的顶部设置有容置槽盖123，所述容置槽盖123与所述电缆容置槽122相配合以使电缆封闭在所述电缆容置槽122的内部，所述电缆容置槽122的槽壁上设置有喷枪124。另外，所述容置槽盖123的内壁上也可以设置有喷枪124。

具体的，所述容置槽盖123的内壁上和所述电缆容置槽122的槽壁上均设置有多个喷枪124，所述容置槽盖123的内壁上的多个所述喷枪124呈均匀分布，所述电缆容置槽122的槽壁上的多个所述喷枪124呈均匀分布。

为了使得针刺缺陷和火焰缺陷两个空间隔离开，可以设置隔离门，具体的，所述屏蔽箱1的内部设置有第一隔离门13和第二隔离门14，所述第一隔离门13和所述第二隔离门14均与所述屏蔽箱1的侧壁转动连接，所述第一隔离门13和所述第二隔离门14合并时将所述屏蔽箱1分隔为两个独立的空间。

第一隔离门13和第二隔离门14都可以通过控制台控制。控制台上还设置有隔离门控制按钮。缺陷处理完成后，按下隔离门控制按钮，第一隔离门13和第二隔离门14向上翻转，使得电缆能够通过。移动滑块21运送实验电缆到达实验台121，再次按下隔离门控制按钮，第一隔离门13和第二隔离门14向下翻转，第一隔离门13和第二隔离门14合并上。设置第一隔离门13和第二隔离门14可以避免针刺损伤模拟和火焰损伤模拟之间的干扰。针刺损伤模拟时会产生一定的碎屑，如果没有隔离门的作用，碎屑掉入实验台121，在进行火焰损伤模拟时会干扰喷枪124的喷火功能。火焰损伤模拟时会产生一定的热量如果没有隔离门的隔离作用，很可能会对针刺模拟器11造成一定的热辐射损伤。

同时，火焰模拟器也可以通过控制台进行控制，在控制台选择所需火焰大小以及持续时间，设置完成后按下确认按钮，此时可以通过电机控制器将容置槽盖123闭合，喷枪124喷出火焰开始模拟实验。

所述第一隔离门13和所述第二隔离门14均与所述屏蔽箱1的侧壁铰接，所述第一隔离门13和所述第二隔离门14相对的一侧的形状相适配。为了使得第一隔离门13和第二隔离门14的上下翻转更灵活，可以在第一隔离门13和屏蔽箱1的侧壁之间设置可伸缩杆，第二隔离门14和屏蔽箱1的侧壁之间设置可伸缩杆，可伸缩杆都通过气缸推动伸长与收缩，并且通过控制台控制气缸的工作状态，从而实现第一隔离门13和第二隔离门14的上下翻转。

所述屏蔽箱1的两侧侧壁上均设置有第一滑道2，两侧的所述移动滑块21的材质均为导电材料，所述移动滑块21的相背两侧均设置有连接孔22。完成针刺损伤模拟和火焰损伤模拟之后，需要对电缆的介质损耗进行检测，可以在屏蔽箱1的两侧侧壁上均设置第一滑道2，两侧的第一滑道2均设置移动滑块21，两侧的移动滑块21均支撑电缆，用时移动滑块21的材质为导电材料，电缆的两端即与移动滑块21电连接。移动滑块21的两侧设置连接孔22，分别为左连接孔和右连接孔，从屏蔽箱1的外部可以将插头差入连接孔22。

模拟结束后将检测仪器的高压端插头和将低压端插头分别通过连接孔22与实验电缆的缆芯和接地线相连，对电缆进行介质损耗检测，可以是高压端插头与左连接孔相连接，低压端插头与右连接孔相连接。测试数据通过USB连接线保存在终端机上，供实验人员观察和研究相关数据。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种火焰作用下电缆损伤模拟实验装置，其特征在于，所述装置包括：屏蔽箱(1)，所述屏蔽箱(1)的顶部设置有针刺模拟器(11)，所述针刺模拟器(11)用于对电缆进行针刺损伤模拟，所述屏蔽箱(1)的侧壁上设置有第一滑道(2)，所述第一滑道(2)贯穿所述屏蔽箱(1)的内部，所述第一滑道(2)滑动连接有移动滑块(21)，所述移动滑块(21)用于固定电缆，所述屏蔽箱(1)的底部设置有火焰模拟器(12)，所述火焰模拟器(12)用于对电缆进行火焰损伤模拟。

2.如权利要求1所述的火焰作用下电缆损伤模拟实验装置，其特征在于，所述针刺模拟器(11)包括设置于所述屏蔽箱(1)顶部的第二滑道(3)，所述第二滑道(3)滑动连接有针刺滑块(31)，所述针刺滑块(31)用于固定钢针(32)。

3.如权利要求1所述的火焰作用下电缆损伤模拟实验装置，其特征在于，所述火焰模拟器(12)包括实验台(121)，所述实验台(121)的顶面上设置有电缆容置槽(122)，所述电缆容置槽(122)的顶部设置有容置槽盖(123)，所述容置槽盖(123)与所述电缆容置槽(122)相配合以使电缆封闭在所述电缆容置槽(122)的内部，所述电缆容置槽(122)的槽壁上设置有喷枪(124)。

4.如权利要求3所述的火焰作用下电缆损伤模拟实验装置，所述容置槽盖(123)的内壁上设置有喷枪(124)。

5.如权利要求4所述的火焰作用下电缆损伤模拟实验装置，所述容置槽盖(123)的内壁上和所述电缆容置槽(122)的槽壁上均设置有多个喷枪(124)，所述容置槽盖(123)的内壁上的多个所述喷枪(124)呈均匀分布，所述电缆容置槽(122)的槽壁上的多个所述喷枪(124)呈均匀分布。

6.如权利要求1所述的火焰作用下电缆损伤模拟实验装置，其特征在于，所述屏蔽箱(1)的内部设置有第一隔离门(13)和第二隔离门(14)，所述第一隔离门(13)和所述第二隔离门(14)均与所述屏蔽箱(1)的侧壁转动连接，所述第一隔离门(13)和所述第二隔离门(14)合并时将所述屏蔽箱(1)分隔为两个独立的空间。

7.如权利要求6所述的火焰作用下电缆损伤模拟实验装置，其特征在于，所述第一隔离门(13)和所述第二隔离门(14)均与所述屏蔽箱(1)的侧壁铰接，所述第一隔离门(13)和所述第二隔离门(14)相对的一侧的形状相适配。

8.如权利要求1所述的火焰作用下电缆损伤模拟实验装置，其特征在于，所述屏蔽箱(1)的两侧侧壁上均设置有第一滑道(2)，两侧的所述移动滑块(21)的材质均为导电材料，所述移动滑块(21)的相背两侧均设置有连接孔(22)。