[發明專利]隨橋電纜中間接頭電-熱-振動聯合老化裝置及方法

有效

• 申請號: 202111471585.1
• 申請日: 2021-12-06
• 公開（公告）號: CN114200233B
• 公開（公告）日: 2023-10-10
• 發明（設計）人: 王根成;叢贇;侯松生;張振鵬;閆循平;李小炳;俞培海;李忠磊;韓濤
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司舟山供電公司;中國電力科學研究院有限公司;天津大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01N25/20;G01M7/02;G01D21/02
• 代理公司: 北京盛詢知識產權代理有限公司 11901
• 代理人: 郭成文

本發明公開了隨橋電纜中間接頭電?熱?振動聯合老化裝置及方法，涉及電纜老化試驗領域。隨橋電纜長度長，中間接頭多，電纜運行環境復雜，部分電纜布置在橋梁鋼箱梁內，受到橋梁振動和環境高溫影響特別嚴重，由于運行環境比較惡劣，運檢人員無法實地數據采集與分析。本發明包括環境模擬裝置和數據采集裝置，環境模擬裝置包括變壓器、調壓器、機械振動臺和穿心變壓器，數據采集裝置包括熱電偶溫度傳感器、分布式光纖傳感器、紅外熱成像儀、壓力傳感器、加速度傳感器，各傳感器通過數據采集設備與實驗操作控制平臺連接。本裝置及使用方法可模擬隨橋電纜所處工作環境，實現環境模擬和對中間接頭絕緣老化特性的關鍵數據的采集。

技術領域

本發明涉及電纜老化試驗領域，尤其涉及隨橋電纜中間接頭電-熱-振動聯合老化裝置及方法。

背景技術

隨著國內橋梁的快速建設快速，敷設在橋梁上的電纜線路的數量也在不斷增長。橋梁作為電纜上橋梁的唯一電能輸送通道，其重要性不言而喻，其運行可靠性關乎整個電網的安全運行，并且一旦橋梁電纜出現故障，搶修等工作耗時費力。同時，當電纜敷設在橋梁通道內時，電纜及電纜中間接頭的結構層額外承受長期的機械力作用，這將導致加速電纜絕緣劣化，故障頻發。

隨橋電纜線路，其敷設在橋梁上的電纜長度長，中間接頭多，電纜運行的環境復雜。部分電纜中間接頭布置在橋梁的鋼箱梁內，橋梁鋼箱梁內環境溫度可高達48.5℃甚至更高，同時箱梁內基本處于密閉環境，因此在箱梁內的電纜接頭運行環境更惡劣，需要采取一些特殊措施，如不采用防水殼結構等。這就需要對箱梁內的電纜中間接頭在運行過程中的溫升特性及溫度分布進行試驗研究。同時由于橋梁上的電纜中間接頭固定方式使得中間接頭的鉛封等結構層受長期的振動疲勞影響，可能會出現鉛封開裂、絕緣件抱緊力降低、絕緣劣化加速等問題。

傳統的電纜中間接頭老化情況研究只涉及工作電壓下溫度的影響，沒有考慮振動對接頭結構層及鉛封抱緊力的影響。由于隨橋敷設電纜所處的運行環境比較惡劣，運檢人員無法實地進行數據采集與分析，故需要一種能夠模擬隨橋敷設電纜運行環境的電纜中間接頭絕緣的老化方法，以便對其老化數據進行采集與分析，為隨橋敷設電纜的運行與維修提供理論與實驗基礎。

發明內容

本發明要解決的技術問題和提出的技術任務是對現有技術方案進行完善與改進，提供隨橋電纜中間接頭電-熱-振動聯合老化裝置及方法，以便實現對隨橋電纜中間接頭電-熱-振動聯合老化的模擬及模擬老化相關數據的采集為目的。為此，本發明采取以下技術方案。

隨橋電纜中間接頭電-熱-振動聯合老化裝置，包括用于環境模擬裝置和數據采集裝置；

所述的環境模擬裝置包括變壓器、調壓器、機械振動臺和穿心變壓器，所述的變壓器連接調壓器后與電纜連接以為電纜和中間接頭提供工作電壓，所述的機械振動臺的上面用于設置電纜和中間接頭以模擬橋梁振動，述的穿心變壓器通過導體連接線連接中間接頭兩端電纜以使電纜和中間接頭的導體通流發熱，模擬隨橋電纜運行時所處的高溫環境；

所述的數據采集裝置包括溫度數據采集裝置和振動、抱緊力數據采集裝置，所述的溫度數據采集裝置包括用于布置在中間接頭各結構層的熱電偶溫度傳感器、敷設在中間接頭表面的分布式光纖傳感器和架設在能拍攝到整個接頭的位置的紅外熱成像儀；所述的振動、抱緊力數據采集裝置包括布置在中間接頭各結構層的壓力傳感器和布置在中間接頭及其鉛封位置的加速度傳感器；

所述的數據采集裝置還包括數據采集設備，所述的熱電偶溫度傳感器、分布式光纖傳感器、紅外熱成像儀、壓力傳感器和加速度傳感器均連接到數據采集設備上，所述的環境模擬裝置和數據采集裝置均連接到實驗操作控制平臺。

本裝置可方便地模擬隨橋電纜所處的工作電壓與高溫及振動環境，通過各種傳感器能夠方便地采集模擬老化相關的各種數據。

作為優選技術手段：所述的機械振動臺的上面設有電纜支架，中間接頭兩端的電纜設置于支架上。由于橋梁的敷設環境，隨橋電纜一般敷設于各類支架上，通過設置電纜支架，把電纜設置于電纜支架上，可以更好地模擬環境。