CN110907737A - 一种铜排载流量的测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铜排载流量的测试装置，包括壳本体，壳本体一对边上分别设有第一透孔和第二透孔，第一透孔内设有第一连接铜排，第二透孔内设有第二连接铜排，壳本体内设有测试铜排，测试铜排两端分别连接第一连接铜排一端和第二连接铜排一端，第一连接铜排另一端连接第一电缆，第二连接铜排另一端连接第二电缆，壳本体内设有若干测温点，测试铜排底部设有加热器，壳本体底部设有风扇。本发明结构简单、操作方便，生产成本低，能有效降低测试成本，且可调节铜排所处环境因素，测量多组数值，使得铜排载流量测量结果精准。减少实际使用中，因铜排规格选取过大，造成浪费，或铜排规格选取过小造成风险，提高了产品品质。

Description

一种铜排载流量的测试装置及测试方法

技术领域

本发明属于铜排测试技术领域，尤其是涉及一种铜排载流量的测试装置及测试方法。

背景技术

铜排是指由铜材质制作的，截面为矩形或倒角(圆角)矩形的长导体，一般被称为铜母线、铜母排或铜汇流排、接地铜排。

铜排是一种大电流导电产品，适用于高低压电器、开关触头、配电设备、母线槽等电器工程，也广泛用于金属冶炼、电化电镀、化工烧碱等超大电流电解冶炼工程。

在现有技术中，铜排载流量大多通过计算得出，得出的载流量数值大多偏小，导致实际使用中，铜排规格选取过大，造成浪费的同时影响产品品质。

为提高数值精确度，铜排载流量需通过铜排载流量装置测出，现有的铜排载流量装置大多结构复杂，所要求的测量条件严苛，且因为铜排使用环境不同，导致测量结果在铜排的不同工况使用下精确度低。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种测试装置及测试方法，尤其是结构简单，操作方便，可调整多种测量环境，测量精度高，测量成本低的一种铜排载流量的测试装置及测试方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种铜排载流量的测试装置，包括壳本体，所述壳本体一对边上分别设有第一透孔和第二透孔，所述第一透孔内设有第一连接铜排，所述第二透孔内设有第二连接铜排，所述壳本体内设有测试铜排，所述测试铜排两端分别连接所述第一连接铜排一端和所述第二连接铜排一端，所述第一连接铜排另一端连接第一电缆，所述第二连接铜排另一端连接第二电缆，所述壳本体内设有若干测温点，所述测试铜排底部设有加热器，所述壳本体底部设有风扇。

进一步的，所述第一连接铜排通过第一绝缘安装板密封固定在所述壳本体上，所述第二连接铜排通过第二绝缘安装板密封固定在所述壳本体上。

进一步的，所述风扇顶部设有通风网，所述通风网与所述风扇垂直设置，所述通风网上设有若干通风孔，多个所述通风孔均匀分布。

进一步的，所述风扇通过滑动电阻器与电源连接，通过调节所述滑动电阻器改变所述风扇风速。

进一步的，所述测温点包括铜排测温点和悬空测温点，所述铜排测温点分别置于所述测试铜排中间位置，所述测试铜排与所述第一连接铜排搭接面上，所述测试铜排与所述第二连接铜排搭接面上，所述悬空测温点置于所述壳本体内悬空处。

进一步的，多个所述测温点通过热电偶测量，多个所述热电偶均为铜镍合金。

进一步的，所述加热器通过调节开关与电源连接，通过调节所述调节开关和加热时间改变所述壳本体内部温度。

进一步的，所述测试铜排分别与所述第一连接铜排及所述第二连接铜排通过螺栓固定，通过改变所述螺栓数量改变所述测试铜排与所述第一连接铜排及所述第二连接铜排的搭接面积。

进一步的，本发明还提供一种铜排载流量的测试方法，利用上述测试装置，包括以下步骤，

S1：将所述第一电缆和所述第二电缆分别连接到电源、开关和调电流器，记录此时所述悬空测温点温度Ta，及此时所述测试铜排与所述第一连接铜排和所述第二连接铜排的搭接面积Sa，同时对所述风扇和所述加热器断电处理；

S2：通过所述电源分别对所述第一电缆和所述第二电缆进行通电，通过所述调电流器进行电流检测，通过所述热电偶对所述铜排测温点进行温度测量，所述铜排测温点温度为Tc，Tc的值可通过如下公式计算：

Tc=Ta+K，

其中，K为铜排温升，单位℃，规定K=50℃，结合此时的悬空测温点温度Ta，从而计算出Tc的数值；

S3：调节所述调电流器向所述第一电缆和所述第二电缆的输出电流I，使得所述热电偶测得温度稳定在±2℃，Tc的数值达到Ta+K，并记录所得到电流I数值和铜排测温点的温度Tc数值，并对所述第一电缆和所述第二电缆进行断电；

S4：打开所述加热器，调整所述加热器的工作时间，同时观察所述壳本体内的悬空测温点温度Ta1数值,记录此时悬空测温点温度Ta1，断开所述风扇的开关，同时保持搭接面积Sa不变，调节所述调电流器向所述第一电缆和所述第二电缆输出电流I1，使得所述热电偶测得温度稳定在±2℃，Tc1的数值为Ta1+K，并记录所得到电流I1数值，及所有的铜排测温点温度Tc1数值，并对所述第一电缆和所述第二电缆进行断电；

S5：打开所述风扇，调节所述滑动变阻器，保证所述风扇的均匀风速为0.5m/s，断开所述加热器，并记录此时悬空测温点温度Ta2，保持搭接面积Sa不变，调节所述调电流器向所述第一电缆和所述第二电缆输出电流I2，使得所述热电偶测得温度稳定在±2℃，Tc2的数值为Ta2+K，并记录所得到电流I2数值，及所有的铜排测温点温度Tc2数值，并对所述第一电缆和所述第二电缆进行断电；

S6：调节所述搭接面积，并记录此时的所述搭接面积为Sa1，断开所述风扇和所述加热器，并记录此时的环境温度Ta3，调节所述调电流器向所述第一电缆和所述第二电缆输出电流I3，使得所述热电偶测得温度稳定在±2℃，Tc3的数值为Ta3+K，并记录所得到电流I3数值，及所有的铜排测温点温度Tc3数值，并对所述第一电缆和所述第二电缆进行断电。

进一步的，通过调节所述滑动变阻器调节所述风扇风速，分别设置风速为0.5m/s，1.0m/s和1.5m/s。

本发明具有的优点和积极效果是：

1、本发明结构简单、操作方便，生产成本低，能有效降低测试成本，且可调节铜排所处环境因素，测量多组数值，使得铜排载流量测量结果精准。减少实际使用中，因铜排规格选取过大，造成浪费，或铜排规格选取过小造成风险，提高了产品品质。

2、本发明通过风扇调节风速大小，通过加热器调节壳本体内温度高低，通过调节测试铜排与连接铜排的螺栓连接数量调节铜排间搭接面积，可测试铜排在不同散热风速下，不同环境温度下，不同的搭接面积下的满足变流器行业标准使用铜排温升不超过50K的技术规范下，铜排能承受的最大持续性电流,测量精确度高。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构示意图。

图2是本发明实施例的整体流程图。

图中：

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明实施例做进一步描述：

如图1所示，一种铜排载流量的测试装置，包括壳本体1，壳本体1一对边上分别设有第一透孔5和第二透孔11，第一透孔5内设有第一连接铜排3，第二透孔11内设有第二连接铜排4。优选的，第一连接铜排3通过第一绝缘安装板密封固定在壳本体1上，第二连接铜排4通过第二绝缘安装板密封固定在壳本体1上，第一连接铜排3与第二连接铜排4通过第一绝缘安装板和第二绝缘安装板配合，不与壳本体1上第一透孔5与第二透孔11边缘接触，实现壳本体1密封。壳本体1内设有测试铜排2，测试铜排2两端分别连接第一连接铜排3一端和第二连接铜排4一端，第一连接铜排3另一端连接第一电缆7，第二连接铜排4另一端连接第二电缆6，第一电缆7和第二电缆6分别连接电源两端。

壳本体1内设有若干测温点，优选的，测温点包括铜排测温点和悬空测温点，铜排测温点分别置于测试铜排2中间位置，测试铜排2与第一连接铜排3搭接面上，测试铜排2与第二连接铜排4搭接面上。悬空测温点置于壳本体1内悬空处。多个测温点通过热电偶测量，多个热电偶均为铜镍合金。

测试铜排2底部设有加热器10，加热器10通过调节开关与电源连接，通过调节调节开关和加热时间改变壳本体1内部温度。

壳本体1底部设有风扇8，风扇8顶部设有通风网9，风扇8通过通风网9对第一连接铜排3、第二连接铜排4和测试铜排2进行散热。优选的，本实施例提供的风扇8数量为两个，两个风扇8均匀分布在壳本体1底部内表面上，通风网9与风扇8垂直设置，通风网1与风扇8之间的垂直距离为100mm。通风网9上设有若干通风孔，多个通风孔均匀分布。优选的，风扇8通过滑动电阻器与电源连接，通过调节滑动电阻器改变风扇8风速。

测试铜排5分别与第一连接铜排6及第二连接铜排4通过螺栓固定，通过改变螺栓数量改变测试铜排2与第一连接铜排3及第二连接铜排4的搭接面积。

如图2所示，本发明还提供一种铜排载流量的测试方法，利用上述测试装置，包括以下步骤，

S1：将第一连接铜排3穿过第一透孔5后通过第一绝缘安装板固定，将第二连接铜排4穿过第二透孔11后通过第二绝缘安装板固定，第一连接铜排3与第二连接铜排4分别连接测试铜排2两端。

S2：将风扇8连接到电源、开关和滑动变阻器，通过调节滑动变阻器从而改变经过风扇8的电流，达到调整风扇8风速的目的，本实施例中，分别设置风速为0.5m/s，1.0m/s和1.5m/s，从而保证实验中测试铜排2的散热风速为可调节的变量。

S3：加热器10与调节开关和电源电连接，通过调整加热器10的工作时间和观察壳本体1内悬空测温点的温度数值，进行记录，从而保证实验中测试铜排2的环境温度为可调节的变量。

S4：测试铜排2与第一连接铜排3及第二连接铜排4的搭接面积通过不同数量的螺栓固定方式可以进行变化，从而保证实验中测试铜排2的搭接面积为可调节的变量，记录此时的搭接面积Sa。

S5：将第一电缆7和第二电缆6分别连接到电源、开关和调电流器，记录此时悬空测温点温度Ta，及此时测试铜排2与第一连接铜排3和第二连接铜排4的搭接面积Sa，同时对风扇8和加热器10断电处理。

S6：通过电源分别对第一电缆7和第二电缆6进行通电，通过调电流器进行电流检测，通过热电偶对铜排测温点进行温度测量，铜排测温点温度为Tc，Tc的值可通过如下公式计算：

Tc=Ta+K，

其中，K为铜排温升，单位℃，规定K=50℃，结合此时的悬空测温点温度Ta，从而计算出Tc的数值。

S7：调节调电流器向第一电缆7和第二电缆6的输出电流I，使得热电偶测得温度稳定在±2℃，Tc的数值达到Ta+K，并记录所得到电流I数值和铜排测温点的温度Tc数值，并对第一电缆7和第二电缆6进行断电。

S8：打开加热器10，调整加热器10的工作时间，同时观察壳本体1内的悬空测温点温度Ta1数值,记录此时悬空测温点温度Ta1，断开风扇8的开关，同时保持搭接面积Sa不变，调节调电流器向第一电缆7和第二电缆6输出电流I1，使得热电偶测得温度稳定在±2℃，Tc1的数值为Ta1+K，并记录所得到电流I1数值，及所有的铜排测温点温度Tc1数值，并对第一电缆7和第二电缆6进行断电。

S9：打开风扇8，调节滑动变阻器，保证风扇8的均匀风速为0.5m/s，断开加热器10，并记录此时悬空测温点温度Ta2，保持搭接面积Sa不变，调节调电流器向第一电缆7和第二电缆6输出电流I2，使得热电偶测得温度稳定在±2℃，Tc2的数值为Ta2+K，并记录所得到电流I2数值，及所有的铜排测温点温度Tc2数值，并对第一电缆7和第二电缆6进行断电。

S10：调节搭接面积，并记录此时的搭接面积为Sa1，断开风扇8和加热器10，并记录此时的环境温度Ta3，调节调电流器向第一电缆7和第二电缆6输出电流I3，使得热电偶测得温度稳定在±2℃，Tc3的数值为Ta3+K，并记录所得到电流I3数值，及所有的铜排测温点温度Tc3数值，并对第一电缆7和第二电缆6进行断电。

本发明具有的优点和积极效果是：

1、本发明结构简单、操作方便，生产成本低，能有效降低测试成本，且可调节铜排所处环境因素，测量多组数值，使得铜排载流量测量结果精准。减少实际使用中，因铜排规格选取过大，造成浪费，或铜排规格选取过小造成风险，提高了产品品质。

2、本发明通过风扇调节风速大小，通过加热器调节壳本体内温度高低，通过调节测试铜排与连接铜排的螺栓连接数量调节铜排间搭接面积，可测试铜排在不同散热风速下，不同环境温度下，不同的搭接面积下的满足变流器行业标准使用铜排温升不超过50K的技术规范下，铜排能承受的最大持续性电流,测量精确度高。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种铜排载流量的测试装置，其特征在于：包括壳本体，所述壳本体一对边上分别设有第一透孔和第二透孔，所述第一透孔内设有第一连接铜排，所述第二透孔内设有第二连接铜排，所述壳本体内设有测试铜排，所述测试铜排两端分别连接所述第一连接铜排一端和所述第二连接铜排一端，所述第一连接铜排另一端连接第一电缆，所述第二连接铜排另一端连接第二电缆，所述壳本体内设有若干测温点，所述测试铜排底部设有加热器，所述壳本体底部设有风扇。

2.根据权利要求1所述的一种铜排载流量的测试装置，其特征在于：所述第一连接铜排通过第一绝缘安装板密封固定在所述壳本体上，所述第二连接铜排通过第二绝缘安装板密封固定在所述壳本体上。

3.根据权利要求1或2所述的一种铜排载流量的测试装置，其特征在于：所述风扇顶部设有通风网，所述通风网与所述风扇垂直设置，所述通风网上设有若干通风孔，多个所述通风孔均匀分布。

4.根据权利要求3所述的一种铜排载流量的测试装置，其特征在于：所述风扇通过滑动电阻器与电源连接，通过调节所述滑动电阻器改变所述风扇风速。

5.根据权利要求1或2或4所述的一种铜排载流量的测试装置，其特征在于：所述测温点包括铜排测温点和悬空测温点，所述铜排测温点分别置于所述测试铜排中间位置，所述测试铜排与所述第一连接铜排搭接面上，所述测试铜排与所述第二连接铜排搭接面上，所述悬空测温点置于所述壳本体内悬空处。

6.根据权利要求5所述的一种铜排载流量的测试装置，其特征在于：多个所述测温点通过热电偶测量，多个所述热电偶均为铜镍合金。

7.根据权利要求1或2或4或6所述的一种铜排载流量的测试装置，其特征在于：所述加热器通过调节开关与电源连接，通过调节所述调节开关和加热时间改变所述壳本体内部温度。

8.根据权利要求1或2或4或6所述的一种铜排载流量的测试装置，其特征在于：所述测试铜排分别与所述第一连接铜排及所述第二连接铜排通过螺栓固定，通过改变所述螺栓数量改变所述测试铜排与所述第一连接铜排及所述第二连接铜排的搭接面积。

9.一种铜排载流量的测试方法，利用权利要求1至8任一所述的测试装置，其特征在于：包括以下步骤，

S1：将所述第一电缆和所述第二电缆分别连接到电源、开关和调电流器，记录此时所述悬空测温点温度Ta，及此时所述测试铜排与所述第一连接铜排和所述第二连接铜排的搭接面积Sa，同时对所述风扇和所述加热器断电处理；

S2：通过所述电源分别对所述第一电缆和所述第二电缆进行通电，通过所述调电流器进行电流检测，通过所述热电偶对所述铜排测温点进行温度测量，所述铜排测温点温度为Tc，Tc的值可通过如下公式计算：

Tc=Ta+K，

其中，K为铜排温升，单位℃，规定K=50℃，结合此时的悬空测温点温度Ta，从而计算出Tc的数值；

S3：调节所述调电流器向所述第一电缆和所述第二电缆的输出电流I，使得所述热电偶测得温度稳定在±2℃，Tc的数值达到Ta+K，并记录所得到电流I数值和铜排测温点的温度Tc数值，并对所述第一电缆和所述第二电缆进行断电；

S4：打开所述加热器，调整所述加热器的工作时间，同时观察所述壳本体内的悬空测温点温度Ta1数值,记录此时悬空测温点温度Ta1，断开所述风扇的开关，同时保持搭接面积Sa不变，调节所述调电流器向所述第一电缆和所述第二电缆输出电流I1，使得所述热电偶测得温度稳定在±2℃，Tc1的数值为Ta1+K，并记录所得到电流I1数值，及所有的铜排测温点温度Tc1数值，并对所述第一电缆和所述第二电缆进行断电；

S5：打开所述风扇，调节所述滑动变阻器，保证所述风扇的均匀风速为0.5m/s，断开所述加热器，并记录此时悬空测温点温度Ta2，保持搭接面积Sa不变，调节所述调电流器向所述第一电缆和所述第二电缆输出电流I2，使得所述热电偶测得温度稳定在±2℃，Tc2的数值为Ta2+K，并记录所得到电流I2数值，及所有的铜排测温点温度Tc2数值，并对所述第一电缆和所述第二电缆进行断电；

S6：调节所述搭接面积，并记录此时的所述搭接面积为Sa1，断开所述风扇和所述加热器，并记录此时的环境温度Ta3，调节所述调电流器向所述第一电缆和所述第二电缆输出电流I3，使得所述热电偶测得温度稳定在±2℃，Tc3的数值为Ta3+K，并记录所得到电流I3数值，及所有的铜排测温点温度Tc3数值，并对所述第一电缆和所述第二电缆进行断电。

10.根据权利要求9所述的一种铜排载流量的测试方法，其特征在于：通过调节所述滑动变阻器调节所述风扇风速，分别设置风速为0.5m/s，1.0m/s和1.5m/s。

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