CN208847679U - 电缆受热特性测试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电缆受热特性测试设备，包括：信号发生器、信号采集装置、加热装置、温度检测装置和电缆固定机构。电缆固定机构用于固定电缆；加热装置用于对电缆进行加热；温度检测装置用于检测电缆的温度并存储；信号发生器用于电连接电缆的第一端,传输检测信号至电缆；信号采集装置用于电连接电缆的第二端，采集电缆的输出信号,并存储输出信号波形数据。能够得到在模拟火灾的环境下，电缆的温度变化数据和电缆输出信号波形变化数据，随即得到电缆温度和输出信号的对应变化关系，而且结构简单，易于操作。试验人员通过对比电缆输出信号与检测信号，可以直观的判断电缆的失效，并确定失效时电缆的温度。

Description

电缆受热特性测试设备

技术领域

本实用新型涉及电力系统领域，特别是涉及一种电缆受热特性测试设备。

背景技术

电缆作为基础配件，被广泛的应用于众多工业领域，从用途上分有电力电缆、控制电缆、补偿电缆、通信电缆等等。电缆的结构由外到内包括，护套层、填充层、绝缘层、线芯层等。绝缘层为电缆的电力传输或信号传递提供了绝缘屏障，它主由高分子聚合物材料加工而成。当电缆受热时，绝缘层的阻抗会明显减小，当温度过高时绝缘层材料会软化熔融，造成线芯短路电缆失效。对于一些高危工业环境，例如核电站，电缆故障和失效会造成很大的安全隐患和经济损失。因此，需要对电缆受热表现出的特性进行研究，尤其需要研究热致失效时电缆的特性。

传统技术中对电缆受热直至失效的特性检测，是检测不同温度下电缆绝缘层的阻抗变化，得到阻抗与温度的相应变化数据。在实现过程中，发明人发现传统的电缆受热特性测试设备结构复杂，得到的性能数据不能直观的反应电缆的热致失效。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统电缆受热特性测试设备结构复杂，得到的性能数据不能直观的反应电缆的热致失效的问题，提供一种电缆受热特性测试设备。

本实用新型提供一种电缆受热特性测试设备，包括：信号发生器、信号采集装置、加热装置、温度检测装置和电缆固定机构；

电缆固定机构用于固定电缆；加热装置用于对电缆进行加热；温度检测装置用于检测电缆的温度并存储；信号发生器用于电连接电缆的第一端,传输检测信号至电缆；信号采集装置用于电连接电缆的第二端，采集电缆的输出信号,并存储输出信号波形数据。

在其中一个实施例中，加热装置为套筒加热装置；

电缆用于穿过套筒加热装置，并和套筒加热装置的内壁间隔设置。

在其中一个实施例中，套筒加热装置包括：套筒、温度控制模块和铺设在套筒内壁上的电热层；

温度控制模块与电热层电连接，用于控制电热层的温度。

在其中一个实施例中，套筒外壁上设置有保温层。

在其中一个实施例中，温度检测装置包括：温度数据采集模块、数据处理模块、存储模块和多个温度检测模块；

各个温度检测模块间隔设置在电缆上与套筒对应的部分内；

温度数据采集模块分别和各温度检测模块电连接，数据处理模块分别电连接温度数据采集模块和存储模块。

在其中一个实施例中，温度检测模块为热电偶；

各热电偶的测量端插设在电缆的绝缘层中，热电偶的温度信号输出端与温度数据采集模块的输入端电连接。

在其中一个实施例中，还包括第一显示装置；第一显示装置与数据处理模块电连接。

在其中一个实施例中，还包括第二显示装置，第二显示装置与信号采集装置电连接。

在其中一个实施例中，电缆固定机构包括：底座、套筒支撑件和电缆支架；

套筒支撑件和电缆支架均设置在底座上；套筒支撑件上开设有限位槽，用于安设套筒；电缆支架上设置两个夹具，夹具分别用于固定电缆的第一端和电缆的第二端，并调节电缆的固定高度。

在其中一个实施例中，底座为石膏板。

上述的电缆受热特性测试设备，能够得到在模拟火灾的环境下，电缆的温度变化数据和电缆输出信号波形变化数据，随即得到电缆温度和输出信号的对应变化关系，而且结构简单，易于操作。试验人员通过对比电缆输出信号与检测信号，可以直观的判断电缆的失效，并确定失效时电缆的温度。

附图说明

图1为一实施例中电缆受热特性测试设备的结构示意图；

图2为另一实施例中电缆受热特性测试设备的结构示意图；

图3为一实施例中套筒加热装置的结构示意图；

图4为一实施例中套筒内部的剖面示意图；

图5为一实施例中温度检测装置的模块结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种电缆受热特性测试设备，包括：信号发生器100、信号采集装置200、加热装置300、温度检测装置400和电缆固定机构500。

电缆固定机构500用于固定电缆800；加热装置300用于对电缆800进行加热；温度检测装置400用于检测电缆800的温度并存储；信号发生器100用于电连接电缆800的第一端,传输检测信号至电缆800；信号采集装置200用于电连接电缆800的第二端，采集电缆800的输出信号,并存储输出信号波形数据。

具体的，电缆固定机构500和加热装置300配合设置。电缆固定机构500 固定电缆800的两端。加热装置300对电缆800进行非接触的辐射式加热。

在进行电缆受热特性的测试试验时，加热装置300可以模拟火灾现场，逐步升高环境温度。同时温度检测装置400检测电缆800的温度并将检测的温度数据存储下来，信号发生器100由试验人员控制，发送检测信号至电缆800的第一端。信号采集装置200采集电缆800第二端输出的输出信号，并将输出信号的波形数据存储起来。其中，检测信号是，根据实验需要由试验人员调试信号发生器100产生的电信号。

基于此，本实施例提供的电缆受热特性测试设备，能够得到在模拟火灾的环境下，电缆800的温度变化数据和电缆800的输出信号波形变化数据，随即得到电缆温度和输出信号的对应变化关系，而且结构简单，易于操作。通过对比检测信号和电缆800的输出信号，可以直观的判断电缆800的失效，并确定失效时电缆800的温度。得到的数据可以应用于对电缆受热的研究分析，也可以作为电缆热致失效预测模型的数据基础。

在一个实施例中，如图2所示，加热装置300为套筒加热装置310。

电缆800用于穿过套筒加热装置310，并和套筒加热装置310的内壁间隔设置。

具体的，电缆固定机构500与套筒加热装置310配合设置。当电缆800安置在电缆固定机构500上时，电缆800从套筒加热装置310中穿过，电缆800 的第一端处于套筒加热装置310的第一开口之外，电缆800的第二端处于套筒加热装置310的第二开口之外，电缆800与加热装置之间存在间隔，不相接触。套筒加热装置310可以从电缆800的四周对电缆800进行加热，与火灾环境更相似，因此用套筒加热装置310进行试验，得到的数据更具有研究意义。

在一个实施例中，如图3和4所示，套筒加热装置310包括：套筒311、温度控制模块312和铺设在套筒311内壁上的电热层313。

温度控制模块312与电热层313电连接，用于控制电热层313的温度。

具体的，套筒311内壁上铺设有与套筒311内壁面积相同的电热层313，电热层313均匀分布，使电缆800的受热更均匀。温度控制模块312电连接电热层313，可以控制电热层313的温度。模拟火灾环境时，试验人员通过温度控制模块312上的按键，控制电热层313的温度变化或保持。

在一个实施例中，电热层313由电热丝铺设而成。在其中一个实施例中，电热丝成环状由套筒311的第一开口处开始，贴合套筒311的内壁一圈一圈均匀在套筒311内绕设，直到套筒311的第二开口处。

在一个实施例中，如图3和4所示，套筒311外壁上设置有保温层314。保温层314可以减少套筒311向外的散热，一方面使套筒311中的温度更稳定，另一方面可以有效减少套筒311外的热辐射，保护试验人员。优选的，保护层的厚度为15mm。

在一个实施例中，如图4和5所示，温度检测装置400包括：温度数据采集模块410、数据处理模块420、存储模块430和多个温度检测模块440。

各温度检测模块440间隔设置在电缆800上与套筒311对应的部分内。温度数据采集模块410分别和各温度检测模块440电连接，数据处理模块420分别电连接温度数据采集模块410和存储模块430。具体的，多个温度检测模块 440间隔设置在处于套筒311内的电缆段上，分别检测电缆800的不同检测位置的温度，各温度检测模块440的信号输出端分别电连接温度数据采集模块410 的不同输入端，将检测的温度模拟信号传输至温度数据采集模块410。温度数据采集模块410将温度模拟信号转换为温度数据，通过它的信号输出端输出各检测位置的温度数据至数据处理模块420。数据处理模块420将接收到的温度数据存储进与它相连的存储模块430。试验结束之后，试验人员可以将存储模块430 中的温度数据导出，并与从信号采集模块导出的电缆的输出信号波形数据结合，进行电缆特性的研究和建模。

在一个实施例中，温度检测模块440为热电偶。各热电偶的测量端插设在电缆800的绝缘层中，热电偶的温度信号输出端与温度数据采集模块410的输入端电连接。热电偶的测量端插入绝缘层中，其检测的温度更接近于电缆线芯层的温度，可以准确的指示电缆热致失效时的线芯的温度。相应的，温度数据采集模块410可以采用泓格科技股份有限公司开发的M7018型8路热电偶输入模块。

在一个实施例中，上述的电缆受热特性测试设备还包括第一显示装置600。第一显示装置600与数据处理模块420电连接，用于显示各热电偶检测的温度。试验人员可以通过查看第一显示装置600直观的看到电缆800的不同位置的温度变化。

在一个实施例中，上述的电缆受热特性测试设备还包括第二显示装置700。第二显示装置700与信号采集装置200电连接，用于实时显示信号采集装置200 采集的电缆800的输出信号的波形。这样，试验人员可以由第二显示装置700 上直观的看到电缆800的输出信号的波形。配合第一显示装置600，可以直观的看到电缆热致失效过程的波形变化和温度。当试验人员判定电缆失效后，可以及时结束试验，从存储装置中导出数据，使试验过程更高效。

在一个实施例中，信号采集装置200与第二显示装置700由示波器来实现。温度检测装置400包括多个热电偶、温度数据采集模块410、计算机和存储器。

信号发生器100通过第一BNC转换线连接至电缆800的第一端，电缆800 的第二端通过第二BNC转换线连接至示波器。BNC转换线的一端是BNC接口，另一端有红色和黑色两个鳄鱼分线夹。第一BNC转换线的BNC接口与信号发生器 100的信号输出端连接，红色鳄鱼分线夹连接电缆800的第一端，黑色鳄鱼分线夹连接第二BNC转换线的黑色鳄鱼分线夹。第二BNC转换线的红色鳄鱼分线夹连接电缆800的第二端，BNC接口连接示波器的信号输入端。

在一个实施例中，如图2所示，电缆固定机构500包括：底座510、套筒支撑件520和电缆支架530；

套筒支撑件520和电缆支架530均设置在底座510上；套筒支撑件520上开设有限位槽，用于安设套筒311；电缆支架530上设置两个夹具，夹具分别用于固定电缆800的第一端和电缆800的第二端，并调节电缆800的固定高度。

具体的，套筒311设置在套筒支撑件520上的限位槽中，位置固定，有利于稳定的对穿过其中的电缆800进行辐射式加热。电缆支架530上设置有第一夹具531和第二夹具532。第一夹具531用于固定电缆800的第一端，可以调节电缆800第一端的设置高度。第二夹具532用于固定电缆800的第二端，可以调节电缆800第二端的设置高度。

在一个实施例中，如图2所示，套筒支撑件520包括第一支撑件521和第二支撑件522。第一支撑件521和第二支撑件522均设置在底座510上，第一支撑件521和第二支撑件522相同的高度上开设限位槽。第一支撑件521和第二支撑件522分别用于固定套筒311的一端，使套筒311更稳固。

在一个实施例中，如图2所示，电缆支架530包括第一支架533和第二支架534，第一支架533和第二支架534分别设置在底座510上相对的两端。第一支架533上设置有第一夹具531，第二支架534上设置有第二夹具532。应用时，第一夹具531固定电缆800的第一端，第二夹具532固定电缆800的第二端，第一夹具531和第二夹具532配合将电缆800拉直，使电缆800水平穿过套筒 311。

在一个实施例中，底座510为石膏板。石膏板具有良好的绝缘性，可以防止电路故障导致底座510带电，保证试验人员的安全。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电缆受热特性测试设备，其特征在于，包括：信号发生器、信号采集装置、加热装置、温度检测装置和电缆固定机构；

所述电缆固定机构用于固定所述电缆；所述加热装置用于对电缆进行加热；所述温度检测装置用于检测所述电缆的温度并存储；所述信号发生器用于电连接所述电缆的第一端,传输检测信号至所述电缆；所述信号采集装置用于电连接所述电缆的第二端，采集所述电缆的输出信号,并存储所述输出信号波形数据。

2.根据权利要求1所述的电缆受热特性测试设备，其特征在于，所述加热装置为套筒加热装置；

所述电缆用于穿过所述套筒加热装置，并和所述套筒加热装置的内壁间隔设置。

3.根据权利要求2所述的电缆受热特性测试设备，其特征在于，所述套筒加热装置包括：套筒、温度控制模块和铺设在所述套筒内壁上的电热层；

所述温度控制模块与所述电热层电连接，用于控制所述电热层的温度。

4.根据权利要求3所述的电缆受热特性测试设备，其特征在于，所述套筒外壁上设置有保温层。

5.根据权利要求4所述的电缆受热特性测试设备，其特征在于，所述温度检测装置包括：温度数据采集模块、数据处理模块、存储模块和多个温度检测模块；

各个所述温度检测模块间隔设置在所述电缆上与所述套筒对应的部分内；

所述温度数据采集模块分别和各所述温度检测模块电连接，所述数据处理模块分别电连接所述温度数据采集模块和所述存储模块。

6.根据权利要求5所述的电缆受热特性测试设备，其特征在于，所述温度检测模块为热电偶；

各所述热电偶的测量端插设在所述电缆的绝缘层中，所述热电偶的温度信号输出端与所述温度数据采集模块的输入端电连接。

7.根据权利要求6所述的电缆受热特性测试设备，其特征在于，还包括第一显示装置；所述第一显示装置与所述数据处理模块电连接。

8.根据权利要求7所述的电缆受热特性测试设备，其特征在于，还包括第二显示装置，所述第二显示装置与所述信号采集装置电连接。

9.根据权利要求8所述的电缆受热特性测试设备，其特征在于，所述电缆固定机构包括：底座、套筒支撑件和电缆支架；

所述套筒支撑件和所述电缆支架均设置在所述底座上；所述套筒支撑件上开设有限位槽，用于安设所述套筒；所述电缆支架上设置两个夹具，所述夹具分别用于固定所述电缆的第一端和所述电缆的第二端，并调节所述电缆的固定高度。

10.根据权利要求9所述的电缆受热特性测试设备，其特征在于，所述底座为石膏板。