CN113933667A - 一种模拟运行环境下海底电缆老化试验装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种模拟运行环境下海底电缆老化试验装置，可以模拟电缆在海底的运行环境，因而可以模拟电缆在海底的老化进程，该装置可以根据试验要求，控制温度、压强和盐度的作用时间，通过测量不同条件下的电气参数，研究不同老化时间作用下海底电缆老化的发展过程，可用于对海底电缆老化初期、中期和末期的电气参数及放电规律进行总结。本申请对海底运行环境下电缆老化特性研究，以及掌握海底电缆运行状态、评价海底电缆材料性能和修复措施设计具有重要意义。
Description
技术领域
本申请涉及一种模拟运行环境下海底电缆老化试验装置及系统，属于电缆 老化领域。
背景技术
海底电缆在跨海联域、输送电能等方面发挥着重要作用。在电缆运行过程 中，会受到电、热、力及环境等因素的影响，造成电缆的老化，因老化诱发的 海缆故障在电缆运行故障分布中所占比例较高。因此，掌握长期运行环境下海 底电缆老化特性至关重要。
在海底进行电缆老化试验，对试验装置要求较高，可操作性低，不可控因 素较多，试验结果的获得较为困难，往往投入大量的人力和物力，且达不到预 期的实验效果，给实验的开展带来较大阻碍。此外海底试验危险性较大，具有 一定安全隐患。
发明内容
针对现有技术的不足，本申请提供一种模拟运行环境下海底电缆老化试验 装置及方法。具体技术方案如下。
一种模拟运行环境下海底电缆老化试验装置，包括：
模拟试验箱，所述模拟试验箱密封，且箱内可充入海水以模拟电缆在海底 的运行环境；
温度控制模块，用于控制所述模拟试验箱内的温度；
压强控制模块，用于控制所述模拟试验箱内的压强；
盐度控制模块，用于控制所述模拟试验箱内的盐度；
测试电极，用于将置于海水中的电缆连接至检测模块；
所述检测模块用于检测所述电缆的电气参数。
在本申请一些实施例中，所述测试电极连接于所述电缆两端的测试界面上， 每个所述测试电极均匀间隔分布。
在本申请一些实施例中，所述测试电极包括连接高压端的第一测试电极和 连接低压端的第二测试电极，所述第一测试电极和所述第二测试电极位置相互 对齐。
在本申请一些实施例中，所述测试电极包括连接高压端的第一测试电极和 连接低压端的第二测试电极，所述第一测试电极和所述第二测试电极位置相互 错开。
在本申请一些实施例中，所述模拟试验箱上开设有注水口，所述注水口用 于为所述模拟试验箱充水。
在本申请一些实施例中，所述第一测试电极和所述第二测试电极各设置3 个，并且每个所述第一测试电极和所述第二测试电极均间隔120°分布。
在本申请一些实施例中，所述模拟运行环境下海底电缆老化试验装置还包 括：老化时间设定模块，所述老化时间设定模块用于根据试验需要设定电缆老 化时间，并在到达设定的老化时间时，所述检测模块检测反映老化程度的电气 参数。
在本申请一些实施例中，所述盐度控制模块包括设置于所述模拟试验箱上 的盐度输入界面、设置于所述模拟试验箱内的盐度输入界面和盐度传感器，以 及与所述模拟试验箱连通的盐度调节液输入装置。
本申请还提供一种海底电缆老化试验方法，应用如前文所述的模拟运行环 境下海底电缆老化试验装置，其特征在于，包括如下步骤：
向模拟试验箱内注入一定量的海水；
通过温度控制模块调节所述模拟试验箱内的温度；
通过压强控制模块调节所述模拟试验箱内的压强；
通过盐度控制模块调节所述模拟试验箱内的盐度；
向测试电极加载测试电压；
检测模块检测所述电缆的电气参数。
本申请还提供一种海底电缆老化试验方法，应用如前文所述的模拟运行环 境下海底电缆老化试验装置，包括如下步骤：
向模拟试验箱内注入一定量的海水；
通过温度控制模块调节所述模拟试验箱内的温度；
通过压强控制模块调节所述模拟试验箱内的压强；
通过盐度控制模块调节所述模拟试验箱内的盐度；
通过老化时间设定模块设定电缆老化时间；
向测试电极加载测试电压；
当到达设定的老化时间时，所述检测模块检测反映老化程度的电气参数。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
本申请提供一种模拟运行环境下海底电缆老化试验装置，可以模拟电缆在 海底的运行环境，因而可以模拟电缆在海底的老化进程，该装置可以根据试验 要求，控制温度、压强和盐度的作用时间，通过测量不同条件下的电气参数， 研究不同老化时间作用下海底电缆老化的发展过程，可用于对海底电缆老化初 期、中期和末期的电气参数及放电规律进行总结。本申请对海底运行环境下电 缆老化特性研究，以及掌握海底电缆运行状态、评价海底电缆材料性能和修复 措施设计具有重要意义。
附图说明
图1是本申请一种实施方式的模拟运行环境下海底电缆老化试验装置的结 构示意图；
图2是本申请一种实施方式的测试电缆的结构示意图；
图中编号：1、模拟试验箱；2、温度控制模块；3、压强控制模块；4、盐 度控制模块；5、测试电机；6、电缆；61、线芯；62、主绝缘层；63、增强绝 缘层；7、检测模块；8、测试界面；9、老化时间设定模块。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本申请的技术方案进行详实的阐述，然而应当理 解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以 有益地结合到其他实施方式中。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目 的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数 量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者 更多个该特征。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“内”等指 示的方位或位置关系为基于附图1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。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。
所述的实施方式仅仅是对本申请的优选实施方式进行描述，并非对本申请 的范围进行限定，在不脱离本申请设计精神的前提下，本领域普通技术人员对 本申请的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本申请权利要求书确定的 保护范围内。
如图1所示，为本申请第一种实施方式提供的模拟运行环境下海底电缆老 化试验装置，包括：
模拟试验箱1，所述模拟试验箱1密封，且箱内可充入海水以模拟电缆在海 底的运行环境；
温度控制模块2，用于控制所述模拟试验箱1内的温度；
压强控制模块3，用于控制所述模拟试验箱1内的压强；
盐度控制模块4，用于控制所述模拟试验箱1内的盐度；
测试电极5，用于将置于海水中的电缆6连接至检测模块7；
所述检测模块7用于检测所述电缆6的电气参数。
具体地，如图2所示，所述测试电极5连接于所述电缆6两端的测试界面 8上，每个所述测试电极5均匀间隔分布。
具体地，如图1所示，所述测试电极5包括连接高压端的第一测试电极51 和连接低压端的第二测试电极52，所述第一测试电极51和所述第二测试电极 52位置相互对齐。
作为一种可选实施方式，所述测试电极5包括连接高压端的第一测试电极 51和连接低压端的第二测试电极52，所述第一测试电极51和所述第二测试电 极52位置相互错开。
如图1所示，所述模拟试验箱上开设有注水口11，所述注水口11用于为所 述模拟试验箱1充水。具体地，所述注水口11安装有第一电磁阀12，通过第 一电磁阀12的开关为模拟试验箱1充水和密封。
如图2所示，所述第一测试电极51和所述第二测试电极52各设置3个， 并且每个所述第一测试电极51和所述第二测试电极52均间隔120°分布。
如图1所示，所述模拟运行环境下海底电缆老化试验装置还包括：老化时 间设定模块9，所述老化时间设定模块9用于根据试验需要设定电缆老化时间， 并在到达设定的老化时间时，所述检测模块7检测反映老化程度的电气参数。
具体地，为了实现模拟试验箱中海水盐度的调节，所述盐度控制模块包括 设置于所述模拟试验箱上的盐度输入界面、设置于所述模拟试验箱内的盐度输 入界面和盐度传感器，以及与所述模拟试验箱连通的盐度调节液输入装置。
本申请第二种实施方式提供一种海底电缆老化试验方法，应用如前文所述 的模拟运行环境下海底电缆老化试验装置，包括如下步骤：
向模拟试验箱内注入一定量的海水；
通过温度控制模块调节所述模拟试验箱内的温度；
通过压强控制模块调节所述模拟试验箱内的压强；
通过盐度控制模块调节所述模拟试验箱内的盐度；
向测试电极加载测试电压；
检测模块检测所述电缆的电气参数。
可选地，所述海底电缆老化试验方法，包括如下步骤：
向模拟试验箱内注入一定量的海水；
通过温度控制模块调节所述模拟试验箱内的温度；
通过压强控制模块调节所述模拟试验箱内的压强；
通过盐度控制模块调节所述模拟试验箱内的盐度；
通过老化时间设定模块设定电缆老化时间；
向测试电极加载测试电压；
当到达设定的老化时间时，所述检测模块检测反映老化程度的电气参数。
例如，在运用模拟运行环境下海底电缆老化试验装置测试电缆在海底运行 一段时间后，电阻率受到老化的影响。如图2所示，电缆6包括线芯61，包围 在线芯61外层的主绝缘层62，包围在主绝缘层外层的增强绝缘层63，在测试 老化对绝缘层电阻率的影响时，测试界面为主绝缘层62和增强绝缘层63之间。 根据电缆老化要求，首先将电缆试样或实际运行电缆进行制样和裁切后，将测 试电极5置于电缆的测试界面8内，高压端放置三个第一测试电极51，每个第 一测试电极51间隔120°，低压端同样放置三个第二测试电极52。高压端三个 第一测试电极51和测量端三个第二测试电极52互相错开。
将第一步设置好的电缆6置于模拟试验箱1密封后充水，并根据要求调控 温度、压强和盐度，模拟海底电缆6运行环境，可同时调控或选择性进行调控， 之后设置老化时间。
根据老化时间，在老化发展过程中，测量不同老化阶段主绝缘层62和增强 绝缘层63的电阻率。如果需要测试界面不同老化时间下的界面放电电压，则且 可通过更换测试电极5进行测试。
另外，根据实验要求，可通过控制温度、压强和盐度的作用时间，研究不 同时间作用下海底电缆老化的发展过程，对其初期、中期和末期的电气参数及 放电规律进行总结。
Claims (10)
1.一种模拟运行环境下海底电缆老化试验装置，其特征在于，包括：
模拟试验箱，所述模拟试验箱密封，且箱内可充入海水以模拟电缆在海底的运行环境；
温度控制模块，用于控制所述模拟试验箱内的温度；
压强控制模块，用于控制所述模拟试验箱内的压强；
盐度控制模块，用于控制所述模拟试验箱内的盐度；
测试电极，用于将置于海水中的电缆连接至检测模块；
所述检测模块用于检测所述电缆的电气参数。
2.根据权利要求1所述的模拟运行环境下海底电缆老化试验装置，其特征在于，所述测试电极连接于所述电缆两端的测试界面上，每个所述测试电极均匀间隔分布。
3.根据权利要求2所述的模拟运行环境下海底电缆老化试验装置，其特征在于，所述测试电极包括连接高压端的第一侧试电极和连接低压端的第二测试电极，所述第一测试电极和所述第二测试电极位置相互对齐。
4.根据权利要求2所述的模拟运行环境下海底电缆老化试验装置，其特征在于，所述测试电极包括连接高压端的第一侧试电极和连接低压端的第二测试电极，所述第一测试电极和所述第二测试电极位置相互错开。
5.根据权利要求2所述的模拟运行环境下海底电缆老化试验装置，其特征在于，所述模拟试验箱上开设有注水口，所述注水口用于为所述模拟试验箱充水。
6.根据权利要求4所述的模拟运行环境下海底电缆老化试验装置，其特征在于，所述第一测试电极和所述第二测试电极各设置3个，并且每个所述第一测试电极和所述第二测试电极均间隔120°分布。
7.根据权利要求4所述的模拟运行环境下海底电缆老化试验装置，其特征在于，还包括：老化时间设定模块，所述老化时间设定模块用于根据试验需要设定电缆老化时间，并在到达设定的老化时间时，所述检测模块检测反映老化程度的电气参数。
8.根据权利要求1所述的模拟运行环境下海底电缆老化试验装置，其特征在于，所述盐度控制模块包括设置于所述模拟试验箱上的盐度输入界面、设置于所述模拟试验箱内的盐度输入界面和盐度传感器，以及与所述模拟试验箱连通的盐度调节液输入装置。
9.一种海底电缆老化试验方法，应用如权利要求1-8任一项所述的模拟运行环境下海底电缆老化试验装置，其特征在于，包括如下步骤：
向模拟试验箱内注入一定量的海水；
通过温度控制模块调节所述模拟试验箱内的温度；
通过压强控制模块调节所述模拟试验箱内的压强；
通过盐度控制模块调节所述模拟试验箱内的盐度；
向测试电极加载测试电压；
检测模块检测所述电缆的电气参数。
10.一种海底电缆老化试验方法，应用如权利要求7所述的模拟运行环境下海底电缆老化试验装置，其特征在于，包括如下步骤：
向模拟试验箱内注入一定量的海水；
通过温度控制模块调节所述模拟试验箱内的温度；
通过压强控制模块调节所述模拟试验箱内的压强；
通过盐度控制模块调节所述模拟试验箱内的盐度；
通过老化时间设定模块设定电缆老化时间；
向测试电极加载测试电压；
当到达设定的老化时间时，所述检测模块检测反映老化程度的电气参数。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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