CN213902798U - 一种超导电缆抗振性能检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种超导电缆抗振性能检测系统，包括振动台和传感器组件，所述振动台与超导电缆的一端连接，所述传感器组件固定于超导电缆，所述传感器组件包括加速度传感器、位移传感器和应变片，所述加速度传感器和位移传感器固定于超导电缆绝热套的外侧，所述应变片置于超导电缆的焊缝，所述振动台和传感器组件连接控制器。与现有技术相比，可对超导电缆进行抗振性能的检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力设备振动检测技术领域，尤其是涉及一种超导电缆抗振性能检测系统。
背景技术
高温超导(High-Temperature Superconducting，HTS)电缆是前沿尖端技术，从世界各国超导电缆的示范工程运行效果可以看出，超导电缆的建设和运行不断成熟，具有并网运行的可靠性。在全球范围内处于挂网示范、少量商业应用的阶段，国际范围内尚无面向超导电缆的相关试验与运行标准。
超导电缆运行过程中会受到周围环境振动因素的影响，临近地铁轨道的超导电缆将长期经受地铁振动的影响，拆迁房屋附近的超导电缆也会经受打桩振动的影响，铺设在桥梁的超导电缆会受到汽车等交通工具产生的振动影响，铺设在河床底的还会受到不同时节水流冲击的影响。一些特殊情况下，如外力破坏、房屋拆迁、地基筑底甚至地震等，这些情况对环境产生的振动影响是不可忽视的。振动会导致超导电缆的结构变化，长期处于振动环境可能会使超导电缆的结构发生异常，放大超导电缆绝缘材料内部的缺陷效果，产生局部放电现象，进而对整个系统造成危害。
目前，缺少可以对超导电缆抗振性能检测的系统。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种超导电缆抗振性能检测系统。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种超导电缆抗振性能检测系统，包括振动台和传感器组件，所述振动台与超导电缆的一端连接，所述传感器组件固定于超导电缆，所述传感器组件包括加速度传感器、位移传感器和应变片，所述加速度传感器和位移传感器固定于超导电缆绝热套的外侧，所述应变片置于超导电缆的焊缝，所述振动台和传感器组件连接控制器。
还包括支承体，所述支承体支撑超导电缆，所述支承体设有导线凹槽，所述导线凹槽的形状与超导电缆的形状相适应，所述超导电缆放置于导线凹槽。
所述的支承体为水泥柱。
所述的加速度传感器和位移传感器间隔排列。
所述的加速度传感器和位移传感器等间距间隔排列。
相邻的加速度传感器与位移传感器之间相距175cm。
该系统还包括真空计、氦质谱检漏仪和可控电压源，超导电缆绝热套分别连接真空计和真空机组，所述氦质谱检漏仪连接真空机组的抽空室，所述可控电压源和真空计连接控制器，所述可控电压源连接超导电缆的芯线。
所述超导电缆绝热套通过三通阀门分别连接真空计和真空机组。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
(1)振动台与超导电缆的一端连接，传感器组件固定于超导电缆，传感器组件包括加速度传感器、位移传感器和应变片，加速度传感器可用来研究超导电缆的疲劳性能，位移传感器可用来研究超导电缆的变形性能，应变片可用来研究超导电缆的强度性能，可有效评估超导电缆的抗振性能。
(2)系统还包括真空计、氦质谱检漏仪和可控电压源，可检测超导电缆漏放气性能以及绝缘性能，完善了对超导电缆的抗振性能的检测。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
附图标记：
1为加速度传感器；2为位移传感器；3为支承体；4为振动台；5为超导电缆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
本实施例提供一种超导电缆抗振性能检测系统，包括振动台4和传感器组件，振动台4与超导电缆5的一端连接，传感器组件固定于超导电缆5，传感器组件包括加速度传感器1、位移传感器2和应变片，加速度传感器1和位移传感器2固定于超导电缆绝热套的外侧，应变片置于超导电缆5的焊缝，振动台4和传感器组件连接控制器。
具体而言：
可以通过支承体3支撑超导电缆5，支承体3可以设有导线凹槽，导线凹槽的形状与超导电缆5的形状相适应，超导电缆5放置于导线凹槽；支承体3可选择水泥柱。
加速度传感器1和位移传感器2等间距间隔排列；相邻加速度传感器1与位移传感器2之间相距175cm。
该系统还包括真空计、氦质谱检漏仪和可控电压源，超导电缆绝热套通过三通阀门分别连接真空计和真空机组，氦质谱检漏仪连接真空机组的抽空室，可控电压源和真空计连接控制器，可控电压源连接超导电缆5的芯线。
上述系统的使用方法，包括：
S1、超导电缆5的固定和振动台4的布置；
S2、对超导电缆5施加不同工况的振动波型，利用加速度传感器1、位移传感器2、应变片测试超导电缆5振动时的动力学特性，并分析其模态变化情况；
S3、利用真空计和氦质谱检漏仪等仪器测试超导电缆5振动前后的真空度，并分析其真空度变化情况；
S4、对超导电缆5施加变频的激励电压，通过测量不同频率电压激励下超导电缆5的电压和电流，计算超导电缆5的电容和介质损耗，给出超导电缆5振动前后的绝缘性能分析结论。
S1中超导电缆5的固定方法为：
使超导电缆5结构质心位于整个检测系统的中心，宜限定在距检测系统中心半径为600mm的范围内，尽量使超导电缆5结构的弱轴方向与振动台4的X方向重合，以对超导电缆5结构最不利情况进行试验。超导电缆5的头部固定在二维自由度振动台4上，中部与尾部处分别进行支撑垫高处理，使之与头部平齐。
本实施例的振动台4采用伺服电机驱动，有X、Y两向两个自由度。采用模块式台阵设计，由4个子振动台构成，既可以拼接成1个大型振动台进行建筑物或结构物的抗振试验，也可以一定间隔排开为“一”字型，进行桥梁、隧洞等长条形结构物的抗振试验。
S2中传感器布置方法为：
在振动测量时，应等间距布置加速度传感器1、位移传感器2和应变片，振动位移是研究强度和变形的重要依据；振动加速度与作用力或载荷成正比，是研究动力强度和疲劳的重要依据，用加速度传感器1获取结构振动频率、模态等振动特性。
考虑到电缆采用的材料强度较高不易产生形变，应变片采用电阻应变片，使用应变片测量焊缝处在振动过程中的应变以进行强度评估。
S2中不同振动工况包括对超导电缆5施加以地铁振动、地基打桩振动、典型地震振动、上海人工波振动为代表的多种振动工况，超导电缆5所处振动环境的参数化方案如表1所示。
表1超导电缆振动工况
S3具体包括以下步骤：
S31.超导电缆绝热套连接抽空阀，抽空阀通过三通阀分别连接真空计和真空机组。氦质谱检漏仪连接真空机组的抽空室。
S32用真空机组对其进行抽空，将真空度抽至10-2Pa以下
S33用氦质谱检漏仪检测管路泄漏情况，确保无可检测到的泄漏。
S34用闸板阀断开检漏仪；
S35当真空度小于0.01Pa停止抽空，用真空计测量绝热管真空度上升情况，并实时记录真空度变化情况，以此推算绝热管漏放气水平。
S36重复S35，重复测试5次以上，直至漏放气达到稳定水平，并记录漏放气性能水平。
S37将电缆重新抽空至0.01Pa以下，关闭抽空阀。
S38进行电缆模拟振动试验。
S39重复S35获得振动后的超导电缆5漏放气性能水平，并与振动前的数值进行比较。
S4具体包括以下步骤：
S41.可控电压源振动前对超导电缆5施加变频(0.0001～1000Hz)的激励电压，测量不同频率电压激励下超导电缆5的电压和电流，计算超导电缆5的电容和介质损耗。
S42可控电压源振动后对超导电缆5施加变频(0.0001～1000Hz)的激励电压，测量不同频率电压激励下超导电缆5的电压和电流，计算超导电缆5的电容和介质损耗。
S43比较振动前后不同频率的激励电压和电流下超导电缆5的电容和介质损耗变化，判断超导电缆5振动前后对绝缘性能的影响程度。
S4中，可采用瑞典Pax Diagnostics公司生产的IDAX系列自动介损频率特性测试仪IDAX-300进行绝缘性能测试，IDAX-300可集成上述可控电压源、电流表和电压表的功能，可实现0.0001～1000Hz的测量频段，属于低频和中频的范围。再利用IDAX-300配套的MODS分析软件进行曲线拟合，便可以分析出超导电缆5振动前后绝缘性能变化。
与现有技术相比，本实施例的系统和方法具有以下优点：
基于模拟振动台试验，采用以加速度、振级、频率等动力学参数为控制变量的超导电缆振动试验方法，有效获取测试数据，通过计算并分析超导电缆振动前后性能变化，能获得比传统振动测试更丰富的信息，有助于全面有效地对超导电缆振动性能进行检测。
Claims (8)
1.一种超导电缆抗振性能检测系统，其特征在于，包括振动台(4)和传感器组件，所述振动台(4)与超导电缆(5)的一端连接，所述传感器组件固定于超导电缆(5)，所述传感器组件包括加速度传感器(1)、位移传感器(2)和应变片，所述加速度传感器(1)和位移传感器(2)固定于超导电缆绝热套的外侧，所述应变片置于超导电缆(5)的焊缝，所述振动台(4)和传感器组件连接控制器。
2.根据权利要求1所述的一种超导电缆抗振性能检测系统，其特征在于，还包括支承体(3)，所述支承体(3)支撑超导电缆(5)，所述支承体(3)设有导线凹槽，所述导线凹槽的形状与超导电缆(5)的形状相适应，所述超导电缆(5)放置于导线凹槽。
3.根据权利要求2所述的一种超导电缆抗振性能检测系统，其特征在于，所述的支承体(3)为水泥柱。
4.根据权利要求1所述的一种超导电缆抗振性能检测系统，其特征在于，所述的加速度传感器(1)和位移传感器(2)间隔排列。
5.根据权利要求4所述的一种超导电缆抗振性能检测系统，其特征在于，所述的加速度传感器(1)和位移传感器(2)等间距间隔排列。
6.根据权利要求5所述的一种超导电缆抗振性能检测系统，其特征在于，相邻的加速度传感器(1)与位移传感器(2)之间相距175cm。
7.根据权利要求1所述的一种超导电缆抗振性能检测系统，其特征在于，该系统还包括真空计、氦质谱检漏仪和可控电压源，超导电缆绝热套分别连接真空计和真空机组，所述氦质谱检漏仪连接真空机组的抽空室，所述可控电压源和真空计连接控制器，所述可控电压源连接超导电缆(5)的芯线。
8.根据权利要求7所述的一种超导电缆抗振性能检测系统，其特征在于，所述超导电缆绝热套通过三通阀门分别连接真空计和真空机组。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202023107693.4U CN213902798U (zh) | 2020-12-22 | 2020-12-22 | 一种超导电缆抗振性能检测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| CN202023107693.4U CN213902798U (zh) | 2020-12-22 | 2020-12-22 | 一种超导电缆抗振性能检测系统 |
Publications (1)
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| CN213902798U true CN213902798U (zh) | 2021-08-06 |
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ID=77105151
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| CN202023107693.4U Active CN213902798U (zh) | 2020-12-22 | 2020-12-22 | 一种超导电缆抗振性能检测系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN213902798U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023087407A1 (zh) * | 2021-11-19 | 2023-05-25 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 确定超导磁体功能完整程度的方法及装置 |
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2020
- 2020-12-22 CN CN202023107693.4U patent/CN213902798U/zh active Active
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| WO2023087407A1 (zh) * | 2021-11-19 | 2023-05-25 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 确定超导磁体功能完整程度的方法及装置 |
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