CN115112993B - 一种风速湿度可控的电缆载流量模拟测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风速湿度可控的电缆载流量模拟测试装置，具备：腔体，用于放置电缆；环境模拟发生组件，设置在腔体上，环境模拟发生组件用于在腔体的内部产生不同流速气流和不同湿度任意组合的空气环境；检测装置，连接电缆的两端，用于给电缆提供电流，并检测获取电缆的温度和载流量数据。本发明能够精准地进行控制安装电缆腔体内风速湿度功能，提高电缆埋设敷设中的空气环境，提供精确测算空气环境对电缆载流量影响的模拟实验。

Description

一种风速湿度可控的电缆载流量模拟测试装置

技术领域

本发明涉及电缆本体载流量实验检测技术领域，具体涉及一种风速湿度可控的电缆载流量模拟测试装置。

背景技术

电力电缆是传输电能的重要设备，在城市配电网的地位越来越大，电缆在日常运行过程中被敷设在地下，常见的方式有直埋敷设、沟道敷设、隧道敷设等，其中使用最广泛的为直埋式。但由于电缆敷设方式的特殊性，正常运行时管道中会存在一定的空气流动，以及易受到水分、潮气的侵入，为探究电缆载流量受到电缆管道中空气流动的影响，以及水分潮气的侵蚀对电缆载流量的影响大小，需要设计一种电力电缆风速、湿度可控的电缆载流量模拟测试装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风速湿度可控的电缆载流量模拟测试装置，能够模拟不同风速以及不同湿度条件下，电缆载流量的变化过程，为电力电缆受风力、水分影响的相关研究提供设备支持，以解决现有技术中缺乏电缆埋设敷设中空气环境对电缆载流量精确测量实验的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种风速湿度可控的电缆载流量模拟测试装置，具备：

腔体，用于放置电缆；

环境模拟发生组件，设置在所述腔体上，所述环境模拟发生组件用于在所述腔体的内部产生不同流速气流和不同湿度任意组合的空气环境；

检测装置，连接所述电缆的两端，用于给所述电缆提供电流，并检测获取所述电缆的温度和载流量数据。

作为本发明的一种优选方案，所述腔体呈柱状，所述电缆设置在所述腔体的轴线上；

所述环境模拟发生组件包括：

气流发生组件，设置在所述腔体的一端的表面上，沿所述腔体的轴向向所述腔体的内部提供不同流速的气流；

湿度发生组件，沿所述腔体的轴向等间距分布在所述腔体的内壁上，所述湿度发生组件用于向所述腔体内提供能够实现所述腔体内不同湿度的水雾。

作为本发明的一种优选方案，所述腔体包括沿所述腔体的轴向依次设置的第一腔段、第二腔段以及第三腔段，所述电缆轴向穿过所述第一腔段、第二腔段以及第三腔段；

在所述第一腔段远离所述第二腔段的端部设置所述气流发生组件；

且第二腔段以及第三腔段上均设置所述湿度发生组件；

其中，所述第一腔段用于进行只存在气流的空气环境模拟；

所述第二腔段用于进行气流和湿度混合的空气环境模拟；

所述第三腔段用于进行只存在湿度的空气环境模拟；

所述检测装置连接所述第一腔段、第二腔段以及第三腔段内的电缆的两端分别获得所述第一腔段、第二腔段以及第三腔段内的电缆的温度和载流量。

作为本发明的一种优选方案，所述第一腔段将所述电缆的周向表面沿所述电缆的轴向进行分割形成多个独立的扇形腔体，所述扇形腔体接触所述电缆的表面呈开口状，相邻两个所述扇形腔体在靠近所述电缆表面处的厚度间隔逐渐减小，且多个所述扇形腔体与所述第二腔段连通；

在所述第一腔段的周向内壁上设置多个湿度发生组件，且多个所述湿度发生组件与多个所述扇形腔体一一对应。

作为本发明的一种优选方案，所述第二腔段和所述第三腔段之间设置有变量控制组件，所述变量控制组件用于将所述第二腔段内的气流和湿度混合的空气环境转换成只存在湿度的空气环境，并将该空气环境输送至第三腔段。

作为本发明的一种优选方案，所述变量控制组件包括同轴安装在第二腔段和第三腔段连接处的减流网盘体，所述减流网盘体的周向边缘通过固定环安装在所述第二腔段和所述第三腔段的连接处，所述减流网盘体的圆心处设置有供所述电缆穿过的安装孔；

其中，所述减流网盘体用于对第二腔段内的气流进行截流，且允许所述第二腔段和所述第三腔段之间的湿度传递交换。

作为本发明的一种优选方案，所述减流网盘体包括同轴依次安装在所述第二腔段和所述第三腔段连接处的多个网体；

其中，至少存在一个所述网体通过所述固定环与所述第二腔段和所述第三腔段连接处固定连接；

相邻两个所述网体之间紧密贴合或存在间隙。

作为本发明的一种优选方案，所述扇形腔体的两侧内壁上沿所述扇形腔体的侧壁的长度方向设置有用于安装电缆的安装槽。

作为本发明的一种优选方案，所述腔体的两端均设置有支撑架，所述电缆延伸出所述腔体的端部连接在所述支撑架上，所述支撑架用于保持所述电缆在所述腔体的轴线上。

作为本发明的一种优选方案，所述支撑架包括横向驱动导轨和纵向驱动件，以及安装在所述横向驱动导轨上的角度架，所述角度架包括连接横向驱动导轨的连接座，所述横向驱动导轨驱动连接座做直线位移，以及铰接在所述的连接座上的板体，所述板体的顶部安装用于夹持电缆的扣件；

所述纵向驱动件包括纵向螺杆以及与纵向螺杆螺纹连接的螺纹套，所述板体上设置有安装螺纹套的安装槽孔，且所述安装槽孔与所述螺纹套通过设置在螺纹套上的转轴转动连接，纵向螺杆的底部转动安装在所述连接座上。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

本发明能够模拟不同风速以及不同湿度的组合条件下，实现对电缆载流量的变化过程的模拟检测，进而为电力电缆受风力、水分影响的相关研究提供设备支持。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例提供模拟测试装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供具有多段腔体的模拟测试装置的结构示意图。

图中的标号分别表示如下：

1-腔体；2-环境模拟发生组件；3-检测装置；4-扇形腔体；5-变量控制组件；6-安装槽；7-支撑架；

101-第一腔段；102-第二腔段；103-第三腔段；

21-气流发生组件；22-湿度发生组件；

51-减流网盘体；52-固定环；53-安装孔；511-网体；

71-横向驱动导轨；72-角度架；73-连接座；74-板体；75-扣件；76-纵向驱动件；77-纵向螺杆；78-螺纹套；79-安装槽孔。

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、完整地描述，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。

如图1和图2所示，本发明提供了一种风速湿度可控的电缆载流量模拟测试装置，具备：

腔体1，用于放置电缆；

环境模拟发生组件2，设置在腔体1上，环境模拟发生组件2用于在腔体1的内部产生不同流速气流和不同湿度任意组合的空气环境；

检测装置3，连接电缆的两端，用于给电缆提供电流，并检测获取电缆的温度和载流量数据。

本发明能够模拟不同风速以及不同湿度条件下，电缆载流量的变化过程，为电力电缆受风力、水分影响的相关研究提供设备支持。

进一步说明地是，本发明中的腔体1呈柱状，电缆设置在腔体1的轴线上；

环境模拟发生组件2包括：

气流发生组件21，设置在腔体1的一端的表面上，沿腔体1的轴向向腔体1的内部提供不同流速的气流；

湿度发生组件22，沿腔体1的轴向等间距分布在腔体1的内壁上，湿度发生组件22用于向腔体1内提供能够实现腔体1内不同湿度的水雾。

进一步地，本发明中为了获得在一条电缆上，在一次模拟实验中尽可能的获取较多情况下的电缆埋设和敷设的模拟参数，腔体1包括沿腔体1的轴向依次设置的第一腔段101、第二腔段102以及第三腔段103，电缆轴向穿过第一腔段101、第二腔段102以及第三腔段103；

在第一腔段101远离第二腔段102的端部设置气流发生组件21；

且第二腔段102以及第三腔段103上均设置湿度发生组件22；

其中，第一腔段101用于进行只存在气流的空气环境模拟；

第二腔段102用于进行气流和湿度混合的空气环境模拟；

第三腔段103用于进行只存在湿度的空气环境模拟；

检测装置3连接第一腔段101、第二腔段102以及第三腔段103内的电缆的两端分别获得第一腔段101、第二腔段102以及第三腔段103内的电缆的温度和载流量。

进一步地，本发明中为了能够在整体进行测量，一次性获取多种埋设和敷设情况下的电缆因湿度和气流的空气环境的影响的同时考虑埋设或敷设的电缆在受到气流或者湿度的影响并不均匀，也就是可能受到共同埋设和敷设的其他电缆的影响，从而在待检测的电缆上周向的一个圆周范围内的风速或者湿度的影响，为此，为了进行该部分的情况模拟，在第一腔段101将电缆的周向表面沿电缆的轴向进行分割形成多个独立的扇形腔体4，扇形腔体4接触电缆的表面呈开口状，相邻两个扇形腔体4在靠近电缆表面处的厚度间隔逐渐减小，且多个扇形腔体4与第二腔段102连通。

在第一腔段101的周向内壁上设置多个湿度发生组件22，且多个湿度发生组件22与多个扇形腔体4一一对应，其目的当然是通过多个湿度发生组件22来独立控制每个扇形腔体4内的湿度参数。

那么控制扇形腔体4内的气流流速以及湿度就能够获得电缆不同周向表面范围的空气影响参数，并检测获得该部分对于电缆整体的载流量参数的影响。当然也能够实现扇形腔体4中的单一环境参数的模拟和检测。

进一步说明地是，本发明中湿度发生组件22具体包括液体提供装置以及安装在腔体1内壁上的雾化喷头，液体提供装置通过管道连接雾化喷头。

在考虑实验设备的经济以及场地空间占据中，本发明中由于实验设备不可能尽可能长来满足在气流发生组件21产生气流后的自然扩散的最终阶段时对于电缆的影响，也就是此时处于气流速度尽可能的小而湿度尽可能保持设定值的一种临界状态(气流速度最终不会影响湿度的大小)，为此，使得实验尽快的获得气流传输中的临界状态，进而缩短整个实验设备的长度，第二腔段102和第三腔段103之间设置有变量控制组件5，变量控制组件5用于将第二腔段102内的气流和湿度混合的空气环境转换成只存在湿度的空气环境，并将该空气环境输送至第三腔段103，其最终的目的也是为了第三腔段103中在同一实验模拟装置中，至存在湿度的空气环境，而不是必须要通过进行整体的单一变量控制来实现实验数据测量，在本身实验测量时间较长的情况下，进一步地增加实验数据获取的时长，也就是现有中可以通过同时调节气流流速或者湿度值来进行空气环境参数调节，但无疑也会增加时长，且无法模拟湿度的自然扩散影响效果。

那么，为了实现上述的目的，本发明中的变量控制组件5包括同轴安装在第二腔段102和第三腔段103连接处的减流网盘体51，减流网盘体51的周向边缘通过固定环52安装在第二腔段102和第三腔段103的连接处，减流网盘体51的圆心处设置有供电缆穿过的安装孔53，当然电缆表面和安装孔53是紧密贴合的。

其中，减流网盘体51用于对第二腔段102内的气流进行截流，且允许第二腔段102和第三腔段103之间的湿度传递交换。

因此，在上述目的下，本发明中提供一种具体的减流网盘体51的实施例，其是利用致密孔径的网进行阻流，当然其本质上并不是完全阻挡气流，而是让气流流动减弱，流速降低，那么腔体1内的湿度则是以较为自然的方式进行扩散至第三腔段103，在腔体1的端部设置的气流发生组件21产生的气流在气流发生组件21不增加发生速率的情况下是逐渐减小的，减流网盘体51包括同轴依次安装在第二腔段102和第三腔段103连接处的多个网体511，当然网体511的结构是平面的盘状且与腔体1的内径相配合。

其中，至少存在一个网体511通过固定环52与第二腔段102和第三腔段103连接处固定连接，这样在固定连接的网体511之前的网体511(也就是靠近第二腔段102侧的网体1)会适应性的完成在第二腔段102和第三腔段103内的轴向移动，从而适应第二腔段102内气流速率从而进行适应性的截流，并保证第三腔段103获得较为湿度较为自然的扩散。

而在对于第三腔段103中进行设定状态的湿度的扩散交换时，可以进行相邻两个网体511之间紧密贴合或存在间隙的设置。

本发明中，为了模拟尽可能的模拟处管道内电缆的埋设和敷设位置的结构变化，也就是当管道中存在多个电缆，且多个电缆的分部是规则的，也就是多个小直径电缆在大直径的电缆的周向表面均匀分布情况，当直径较小的电缆紧密贴合时，相当于环形分布的小直径的电缆将管道内的空间进行分割，呈内腔和外腔，较大直径的电缆位于内腔中，那么较大直径的电缆受到的风速以及环境湿度的影响过程，则需要考虑两个内腔和外腔的环境交换(通过相邻两个较小直径的电缆之间的缝隙)，为此本模拟装置通过在扇形腔体4的两侧内壁上沿扇形腔体4的侧壁的长度方向设置有用于安装电缆的安装槽6，这其中的安装槽6即为了安装较小直径的电缆，则能够形成较小直径的电缆环绕在较大直径的电缆的周向上，扇形腔体4则相当于较小直径的电缆的安装夹持结构，当管道中存在气流和湿度环境时，则最先与较小直径的电缆进行接触，随后通过内腔和外腔的环境交换，从而影响较大直径的电缆的温度和载流量。

在实际的模拟检测过程中，这样也能够同时进行多个电缆(较小直径的电缆以及较大直径的电缆)的温度和电缆载流量检测，获得较为真实的模拟测量数据。

进一步地，本发明中为了构建理想状态下的电缆铺设情况，也就是电缆始终位于腔体1的轴线上，腔体1的两端均设置有支撑架7，电缆延伸出腔体1的端部连接在支撑架7上，支撑架7用于保持电缆在腔体1的轴线上。

但在实际的电缆埋设和敷设，并不能保证电缆处于理想状态，因此为了能够进行多方位的状态监测，也就是能够实现电缆的位置移动，现有技术中可以很容易实现，而为更清楚的说明本发明的实施方式，本发明中的支撑架7包括横向驱动导轨71和纵向驱动件76，以及安装在所述横向驱动导轨71上的角度架72，所述的角度架72包括连接横向驱动导轨71的连接座73，横向驱动导轨71驱动连接座73做直线位移，以及铰接在所述的连接座73上的板体74，板体74的顶部安装用于夹持电缆的扣件75。

纵向驱动件76包括纵向螺杆77以及与纵向螺杆77螺纹连接的螺纹套78，螺纹套78，板体74上设置有安装螺纹套78的安装槽孔79，且安装槽孔79与螺纹套78通过设置在螺纹套78上的转轴转动连接，纵向螺杆77的底部转动安装在连接座73上。

也就是通过手动或者电动驱动纵向螺杆77转动，使得螺纹套78在纵向螺杆上发生直线位移，同时带动板体74转动，从而实现扣件75夹持电缆的高度变化，同时横向驱动导轨71则能够实现夹持电缆的松紧变化。

本发明进一步补充说明地是，腔体1具体为圆柱管道，由于人工进行腔体1内的空气环境的模拟，因此腔体1需要具备隔绝外界环境影响的作用。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (8)

1.一种风速湿度可控的电缆载流量模拟测试装置，其特征在于，具备：

腔体(1)，用于放置电缆；

环境模拟发生组件(2)，设置在所述腔体(1)上，所述环境模拟发生组件(2)用于在所述腔体(1)的内部产生不同流速气流和不同湿度任意组合的空气环境；

检测装置(3)，连接所述电缆的两端，用于给所述电缆提供电流，并检测获取所述电缆的温度和载流量数据；

所述腔体(1)呈柱状，所述电缆设置在所述腔体(1)的轴线上；

所述环境模拟发生组件(2)包括：

气流发生组件(21)，设置在所述腔体(1)的一端的表面上，沿所述腔体(1)的轴向向所述腔体(1)的内部提供不同流速的气流；

湿度发生组件(22)，沿所述腔体(1)的轴向等间距分布在所述腔体(1)的内壁上，所述湿度发生组件(22)用于向所述腔体(1)内提供能够实现所述腔体(1)内不同湿度的水雾；

所述腔体(1)包括沿所述腔体(1)的轴向依次设置的第一腔段(101)、第二腔段(102)以及第三腔段(103)，所述电缆轴向穿过所述第一腔段(101)、第二腔段(102)以及第三腔段(103)；

在所述第一腔段(101)远离所述第二腔段(102)的端部设置所述气流发生组件(21)；

且第二腔段(102)以及第三腔段(103)上均设置所述湿度发生组件(22)；

其中，所述第一腔段(101)用于进行只存在气流的空气环境模拟；

所述第二腔段(102)用于进行气流和湿度混合的空气环境模拟；

所述第三腔段(103)用于进行只存在湿度的空气环境模拟；

所述检测装置(3)连接所述第一腔段(101)、第二腔段(102)以及第三腔段(103)内的电缆的两端分别获得所述第一腔段(101)、第二腔段(102)以及第三腔段(103)内的电缆的温度和载流量。

2.根据权利要求1所述的一种风速湿度可控的电缆载流量模拟测试装置，其特征在于，所述第一腔段(101)将所述电缆的周向表面沿所述电缆的轴向进行分割形成多个独立的扇形腔体(4)，所述扇形腔体(4)接触所述电缆的表面呈开口状，相邻两个所述扇形腔体(4)在靠近所述电缆表面处的厚度间隔逐渐减小，且多个所述扇形腔体(4)与所述第二腔段(102)连通；

在所述第一腔段(101)的周向内壁上设置多个湿度发生组件(22)，且多个所述湿度发生组件(22)与多个所述扇形腔体(4)一一对应。

3.根据权利要求2所述的一种风速湿度可控的电缆载流量模拟测试装置，其特征在于，所述第二腔段(102)和所述第三腔段(103)之间设置有变量控制组件(5)，所述变量控制组件(5)用于将所述第二腔段(102)内的气流和湿度混合的空气环境转换成只存在湿度的空气环境，并将该空气环境输送至第三腔段(103)。

4.根据权利要求3所述的一种风速湿度可控的电缆载流量模拟测试装置，其特征在于，所述变量控制组件(5)包括同轴安装在第二腔段(102)和第三腔段(103)连接处的减流网盘体(51)，所述减流网盘体(51)的周向边缘通过固定环(52)安装在所述第二腔段(102)和所述第三腔段(103)的连接处，所述减流网盘体(51)的圆心处设置有供所述电缆穿过的安装孔(53)；

其中，所述减流网盘体(51)用于对第二腔段(102)内的气流进行截流，且允许所述第二腔段(102)和所述第三腔段(103)之间的湿度传递交换。

5.根据权利要求4所述的一种风速湿度可控的电缆载流量模拟测试装置，其特征在于，所述减流网盘体(51)包括同轴依次安装在所述第二腔段(102)和所述第三腔段(103)连接处的多个网体(511)；

其中，至少存在一个所述网体(511)通过所述固定环(52)与所述第二腔段(102)和所述第三腔段(103)连接处固定连接；

相邻两个所述网体(511)之间紧密贴合或存在间隙。

6.根据权利要求2所述的一种风速湿度可控的电缆载流量模拟测试装置，其特征在于，所述扇形腔体(4)的两侧内壁上沿所述扇形腔体(4)的侧壁的长度方向设置有用于安装电缆的安装槽(6)。

7.根据权利要求1所述的一种风速湿度可控的电缆载流量模拟测试装置，其特征在于，所述腔体(1)的两端均设置有支撑架(7)，所述电缆延伸出所述腔体(1)的端部连接在所述支撑架(7)上，所述支撑架(7)用于保持所述电缆在所述腔体(1)的轴线上。

8.根据权利要求7所述的一种风速湿度可控的电缆载流量模拟测试装置，其特征在于，所述支撑架(7)包括横向驱动导轨(71)和纵向驱动件(76)，以及安装在所述横向驱动导轨(71)上的角度架(72)，所述角度架(72)包括连接横向驱动导轨(71)的连接座(73)，所述横向驱动导轨(71)驱动连接座(73)做直线位移，以及铰接在所述的连接座(73)上的板体(74)，所述板体(74)的顶部安装用于夹持电缆的扣件(75)；

所述纵向驱动件(76)包括纵向螺杆(77)以及与纵向螺杆(77)螺纹连接的螺纹套(78)，所述板体(74)上设置有安装螺纹套(78)的安装槽孔(79)，且所述安装槽孔(79)与所述螺纹套(78)通过设置在螺纹套(78)上的转轴转动连接，纵向螺杆(77)的底部转动安装在所述连接座(73)上。