CN201335834Y - 一种电缆循环加热试验控制测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电缆循环加热试验控制测量装置，其特征在于，包括相互独立的模拟电缆温度测量电路、模拟电缆电流测量电路及试验电缆电流测量电路，模拟电缆温度测量电路和模拟电缆电流测量电路的输出端连接模拟电缆电流控制电路的输入端，模拟电缆电流测量电路和试验电缆电流测量电路的输出端连接试验电缆电流控制电路的输入端。本实用新型的优点是：在电缆加速老化试验进行过程中，无需人工操作，可自动调节电流来稳定温度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电缆循环加热试验控制测量装置，用于电线电缆行业的加速老化试验，属于电缆循环加热试验控制测量装置技术领域。
背景技术
电缆的安全使用对于整个电网的安全运行有着重要意义。在现场环境下，电缆的绝缘和护套等聚合物材料随着时间的推移会发生各种缓慢的、不可逆的化学变化和物理变化，这些变化就是电缆的老化过程。
电缆的老化与其所出现的各种故障有密切的关系，为了保证电缆运行期内的安全，需对电缆做相应的寿命试验。在正常状态下做寿命试验要耗用大量时间，为此采用加速老化试验，用一个相对短的时间内改变工作条件获得电缆工作可靠程度的信息。
在正常运行时，湿度、化学物质等对电缆的老化影响很小，但电流的流过会产生较高的温度，所以加速老化试验其实就是模拟电缆在实际运行中受到的热的影响。其试验方法为：对一定长度的电缆试样施加电流，通过调节电流值使电缆的温度稳定在一个较高的温度值左右，加热一固定时间后停止施加电流，使其冷却一固定时间，以上就是一次循环加热的过程。试验在连续完成多次循环后结束。因为测量温度需要在试验电缆上钻孔以埋入热电偶，这会影响到电缆模拟老化后的某些性能检测。可以改在另一段电缆上钻孔并埋入热电偶，称其为模拟电缆。若模拟电缆和试验电缆的规格相同，当它们通过相同的电流时，它们的温度也相同，从而达到不破坏试验电缆的目的。
电缆加速老化试验进行过程中，需频繁的调节电流来稳定温度，仅靠人工操作来调节电流是不能满足试验要求的。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种自动可靠的完成电缆的加速老化试验的电缆循环加热试验控制测量装置。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种电缆循环加热试验控制测量装置，其特征在于，包括相互独立的模拟电缆温度测量电路、模拟电缆电流测量电路及试验电缆电流测量电路，模拟电缆温度测量电路和模拟电缆电流测量电路的输出端连接模拟电缆电流控制电路的输入端，模拟电缆电流测量电路和试验电缆电流测量电路的输出端连接试验电缆电流控制电路的输入端。
进一步，所述模拟电缆温度测量电路由依次串联的第一滤波电路、第一阻抗匹配电路、第一信号校正电路及第一信号放大电路组成，信号由第一滤波电路输入从第一信号放大电路输出，第一信号放大电路的输出端连接所述模拟电缆电流控制电路的输入端。
所述模拟电缆电流测量电路由依次串联的第二滤波电路、第二阻抗匹配电路、第一真有效值测量电路、第二信号校正电路及第二信号放大电路组成，信号由第二滤波电路输入从第二信号放大电路输出，第二信号放大电路的输出端连接所述模拟电缆电流控制电路及所述试验电缆电流控制电路的输入端。
所述试验电缆电流测量电路由依次串联的第三滤波电路、第三阻抗匹配电路、第二真有效值测量电路、第三信号校正电路及第三信号放大电路组成，信号由第三滤波电路输入从第三信号放大电路输出，第三信号放大电路的输出端连接所述试验电缆电流控制电路的输入端。
所述模拟电缆电流控制电路包括相互独立的模拟电缆温度比较电路及模拟电缆电流比较电路，模拟电缆温度比较电路的输出端连接模拟电缆温度PID调节电路的输入端，模拟电缆温度PID调节电路的输出端连接稳流/控温控制电路的输入端，稳流/控温控制电路的输出端连接第一信号调理电路的输入端，模拟电缆电流比较电路的输出端连接模拟电缆电流PID调节电路的输入端，模拟电缆电流PID调节电路的输出端连接稳流/控温控制电路的输入端，稳流/控温控制电路及模拟电缆温度比较电路的输入端输入设定温度信号及模拟电缆温度输出信号。
所述试验电缆电流控制电路由依次串联的模拟/试验电缆电流比较电路、模拟/试验电缆电流PID调节电路及第二信号调理电路组成，模拟/试验电缆电流比较电路的输入端连接所述模拟电缆电流测量电路及试验电缆电流测量电路的输出端。
由热电偶和温度变送器传送来的信号、模拟电缆电流信号及试验电缆电流信号分别被送入模拟电缆温度测量电路、模拟电缆电流测量电路及试验电缆电流测量电路，经过这些电路的整形及放大后分别传给模拟电缆电流控制电路及试验电缆电流控制电路作为输入。模拟电缆电流控制电路将输入的模拟电缆温度信号及模拟电缆电流信号与设定温度信号及设定电流信号比较后，最终输出一个直流电压信号，该信号通过改变模拟电缆的可控硅触发模块的导通角，来改变模拟电缆电流的大小，达到各种控制要求。试验电缆电流控制电路则将输入的模拟电缆电流信号及试验电缆电流信号相比较后，最终输出一个直流电压信号，该信号通过改变试验电缆的可控硅触发模块的导通角，来改变试验电缆电流的大小，达到使试验电缆电流值跟踪模拟电缆电流值的控制要求。
本实用新型的优点是：在电缆加速老化试验进行过程中，无需人工操作，可自动调节电流来稳定温度。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种电缆循环加热试验控制测量装置的结构框图；
图2为模拟电缆温度测量电路的结构框图；
图3为模拟电缆电流测量电路的结构框图；
图4为试验电缆电流测量电路的结构框图；
图5为模拟电缆电流控制电路的结构框图；
图6为试验电缆电流控制电路的结构框图。
具体实施方式
以下结合实施例来具体说明本实用新型。
实施例
如图1所示，为本实用新型提供的一种电缆循环加热试验控制测量装置的结构框图，由相互独立的模拟电缆温度测量电路1、模拟电缆电流测量电路2、试验电缆电流测量电路3、模拟电缆电流控制电路4及试验电缆电流控制电路5组成
模拟电缆温度测量电路1和模拟电缆电流测量电路2的输出端连接模拟电缆电流控制电路4的输入端，模拟电缆电流测量电路2和试验电缆电流测量电路3的输出端连接试验电缆电流控制电路5的输入端。
如图2所示，为模拟电缆温度测量电路的结构框图，由依次串联的第一滤波电路11、第一阻抗匹配电路12、第一信号校正电路13及第一信号放大电路14组成，信号由第一滤波电路11输入从第一信号放大电路14输出，第一信号放大电路14的输出端连接所述模拟电缆电流控制电路4的输入端。
热电偶和温度变送器传送来的信号由第一滤波电路11输入，该信号首先经第一滤波电路11滤波，然后通过第一阻抗匹配电路12来匹配阻抗，最后依次经过第一信号校正电路13和第一信号放大电路14进行校正、调零和放大处理后输出给模拟电缆电流控制电路4。
如图3所示，为模拟电缆电流测量电路的结构框图，由依次串联的第二滤波电路21、第二阻抗匹配电路22、第一真有效值测量电路23、第二信号校正电路24及第二信号放大电路25组成，信号由第二滤波电路21输入从第二信号放大电路25输出，第二信号放大电路25的输出端连接所述模拟电缆电流控制电路4及所述试验电缆电流控制电路5的输入端。
模拟电缆电流测量电路的输入信号并不是标准的正弦波信号，因此只能测量它的真有效值。该信号首先经第二滤波电路21滤波，然后通过第二阻抗匹配电路22来匹配阻抗，再传给第一真有效值测量电路23，经测量处理后的直流电压信号，最后依次经过第二信号校正电路24及第二信号放大电路25进行校正、调零和放大处理后分两路输出，一路输出给模拟电缆电流控制电路4，一路输出给试验电缆电流控制电路5。
如图4所示，为试验电缆电流测量电路的结构框图，由依次串联的第三滤波电路31、第三阻抗匹配电路32、第二真有效值测量电路33、第三信号校正电路34及第三信号放大电路35组成，信号由第三滤波电路31输入从第三信号放大电路35输出，第三信号放大电路35的输出端连接所述试验电缆电流控制电路5的输入端。
试验电缆电流测量电路的输入信号也不是标准的正弦波信号，同样只能测量它的真有效值。该信号首先经第三滤波电路31滤波，然后通过第三阻抗匹配电路32来匹配阻抗，再传给第二真有效值测量电路33，经测量处理后的直流电压信号，最后依次经过第三信号校正电路34及第三信号放大电路35进行校正、调零和放大处理后输出给试验电缆电流控制电路5。
如图5所示，为模拟电缆电流控制电路的结构框图，由模拟电缆温度比较电路41(在本实施例中采用电压比较电路)、模拟电缆温度PID调节电路42、模拟电缆电流比较电路43、模拟电缆电流PID调节电路44、稳流/控温控制电路45及第一信号调理电路46组成。在本实施例中，稳流/控温控制电路45为比较器，若模拟电缆温度远离设定温度，第一信号调理电路46的输入是模拟电缆电流PID调节电路44的输出；若模拟电缆温度接近设定温度，第一信号调理电路46的输入是模拟电缆温度PID调节电路42的输出。
模拟电缆温度比较电路41的输出端连接的输入端，模拟电缆温度PID调节电路42的输出端连接稳流/控温控制电路45的输入端，稳流/控温控制电路45的输出端连接第一信号调理电路46的输入端，模拟电缆电流比较电路43的输出端连接模拟电缆电流PID调节电路44的输入端，模拟电缆电流PID调节电路44的输出端连接稳流/控温控制电路45的输入端，稳流/控温控制电路45及模拟电缆温度比较电路41的输入端输入设定温度。
试验开始前，使用者需设定试验电流值和试验温度值。试验一开始，电缆的温度是常温，将输出电流稳定在设定电流值附近，电缆将缓慢升温，升温的速度与输出电流的大小相关，称这个过程为稳流。在电缆温度达到设定温度后，不再稳定电流，而是通过改变输出电流值的大小，将电缆的温度稳定在设定温度值附近，称这个过程为控温。
试验过程中，稳流/控温控制电路45比较模拟电缆温度值和设定温度值。当模拟电缆温度值远离设定温度时，做稳流控制，此时模拟电缆电流比较电路43和模拟电缆电流PID调节电路44工作；当模拟电缆温度值接近设定温度时，做控温控制，此时模拟电缆温度比较电路41和模拟电缆温度PID调节电路42工作。
做稳流控制时，模拟电缆电流比较电路43比较模拟电缆电流值和设定电流值，该电路的输出通过模拟电缆电流PID调节电路44做PID调节，PID信号经稳流/控温控制电路45后，最后通过第一信号调理电路46放大输出。
做控温控制时，模拟电缆温度比较电路41比较模拟电缆温度值和设定温度值，该电路的输出通过模拟电缆温度PID调节电路42做PID调节，PID信号经稳流/控温控制电路45后，最后通过第一信号调理电路46放大输出。
如图6所示，为试验电缆电流控制电路的结构框图，由依次串联的模拟/试验电缆电流比较电路51、模拟/试验电缆电流PID调节电路52及第二信号调理电路53组成，模拟/试验电缆电流比较电路51的输入端连接所述模拟电缆电流测量电路2及试验电缆电流测量电路3的输出端。
模拟/试验电缆电流比较电路51比较模拟电缆电流值和试验电缆电流值，该电路的输出通过模拟/试验电缆电流PID调节电路52做PID调节，PID信号最后通过第二信号调理电路53放大输出。
Claims (6)
1.一种电缆循环加热试验控制测量装置，其特征在于，包括相互独立的模拟电缆温度测量电路(1)、模拟电缆电流测量电路(2)及试验电缆电流测量电路(3)，模拟电缆温度测量电路(1)和模拟电缆电流测量电路(2)的输出端连接模拟电缆电流控制电路(4)的输入端，模拟电缆电流测量电路(2)和试验电缆电流测量电路(3)的输出端连接试验电缆电流控制电路(5)的输入端。
2.如权利要求1所述的一种电缆循环加热试验控制测量装置，其特征在于，所述模拟电缆温度测量电路(1)由依次串联的第一滤波电路(11)、第一阻抗匹配电路(12)、第一信号校正电路(13)及第一信号放大电路(14)组成，信号由第一滤波电路(11)输入从第一信号放大电路(14)输出，第一信号放大电路(14)的输出端连接所述模拟电缆电流控制电路(4)的输入端。
3.如权利要求1所述的一种电缆循环加热试验控制测量装置，其特征在于，所述模拟电缆电流测量电路(2)由依次串联的第二滤波电路(21)、第二阻抗匹配电路(22)、第一真有效值测量电路(23)、第二信号校正电路(24)及第二信号放大电路(25)组成，信号由第二滤波电路(21)输入从第二信号放大电路(25)输出，第二信号放大电路(25)的输出端连接所述模拟电缆电流控制电路(4)及所述试验电缆电流控制电路(5)的输入端。
4.如权利要求1所述的一种电缆循环加热试验控制测量装置，其特征在于，所述试验电缆电流测量电路(3)由依次串联的第三滤波电路(31)、第三阻抗匹配电路(32)、第二真有效值测量电路(33)、第三信号校正电路(34)及第三信号放大电路(35)组成，信号由第三滤波电路(31)输入从第三信号放大电路(35)输出，第三信号放大电路(35)的输出端连接所述试验电缆电流控制电路(5)的输入端。
5.如权利要求1所述的一种电缆循环加热试验控制测量装置，其特征在于，所述模拟电缆电流控制电路(4)包括相互独立的模拟电缆温度比较电路(41)及模拟电缆电流比较电路(43)，模拟电缆温度比较电路(41)的输出端连接模拟电缆温度PID调节电路(42)的输入端，模拟电缆温度PID调节电路(42)的输出端连接稳流/控温控制电路(45)的输入端，稳流/控温控制电路(45)的输出端连接第一信号调理电路(46)的输入端，模拟电缆电流比较电路(43)的输出端连接模拟电缆电流PID调节电路(44)的输入端，模拟电缆电流PID调节电路(44)的输出端连接稳流/控温控制电路(45)的输入端，稳流/控温控制电路(45)及模拟电缆温度比较电路(41)的输入端输入设定温度信号及模拟电缆温度输出信号。
6.如权利要求1所述的一种电缆循环加热试验控制测量装置，其特征在于，所述试验电缆电流控制电路(5)由依次串联的模拟/试验电缆电流比较电路(51)、模拟/试验电缆电流PID调节电路(52)及第二信号调理电路(53)组成，模拟/试验电缆电流比较电路(51)的输入端连接所述模拟电缆电流测量电路(2)及试验电缆电流测量电路(3)的输出端。
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