一种密集敷设电缆载流量测试装置及测试方法

技术领域

本发明是关于一种密集敷设电缆载流量测试装置及测试方法，涉及电力电缆领域。

背景技术

重离子加速器拥有大量的大功率电磁铁，这些电磁铁需要大截面的电力电缆来输送电能，因此整个装置沿线分布着大量的电力电缆。为了考虑加速器装置通道的空间合理利用和美观，通常将电缆紧密排布到金属槽盒内。由于空间限制，很多位置存在多层敷设的情况，排布紧密的电缆发热严重，电缆发热将会加剧绝缘层老化，影响电缆正常工作寿命，严重时甚至还会因局部过热引发火灾等事故。

电缆载流量与电缆的导体材质、绝缘材质、敷设方式和所处环境温度等有关，如果在电缆导体材质、绝缘材质和环境温度相同的情况下，电缆的敷设方式决定了电缆载流量的大小。加速器装置由于设备分布集中，并且各设备功率庞大。在局限空间中如何紧密排布电缆，且保证电缆正常工作而不发生事故尤为重要。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够在密集敷设电缆情况下避免发生事故的密集敷设电缆载流量测试的测试装置及测试方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

第一方面，本发明提供的一种密集敷设电缆载流量测试装置，该测试装置包括：

电缆承载装置，用于承载密集敷设的电缆；

配套系统，用于连接所述电缆的两端，使得所述电缆能够处于正常工作状态；

测温系统，用于对正常工作状态的电缆温度进行监测，获得电缆最大载流量。

进一步地，所述电缆承载装置包括桥架和桥架支架；所述桥架支架顶部设置所述桥架，所述桥架用于放置密集敷设的电缆。

进一步地，所述桥架内间隔设置有若干用于压设所述电缆的压线板。

进一步地，所述桥架支架包括若干对底座和若干支架，每一对所述底座与地面固定，每一所述支架采用H型支架，每一所述支架的底部固定连接所述底座，间隔设置的若干所述支架上方设置所述桥架。

进一步地，所述桥架采用梯式桥架，所述桥架的侧板与所述支架固定连接。

进一步地，所述桥架采用镀锌桥架，所述支架、底座和压线板均采用镀锌钢。

进一步地，所述测温系统包括测温探头、阻燃信号线、测温仪和计算机；

所述测温探头采用阻燃胶带固定到所述电缆外表面，所述测温探头通过所述阻燃信号线与所述测温仪连接，所述测温仪连接所述计算机。

进一步地，所述电缆表面间隔放置若干所述测温探头，分别单独采集温度信号。

进一步地，所述配套系统包括至少一直流电源和至少一负载；

所述直流电源为具有正负极直流输出母排，所述负载为具有正负极输入母排的电磁铁，所述直流电源的正负极与所述电缆一端连接，所述电磁铁的正负极与所述电缆另一端连接形成直流环路。

第二方面，本发明还提供一种基于所述的密集敷设电缆载流量测试装置的测试方法，包括：

获取电缆单根敷设时的载流量，按此载流量设定值为增量给电缆通电流；

通过测温系统的测温仪记录正常工作状态的电缆温度数据，当测温仪温度稳定后逐步增大测试电流；

当电缆温度达到电缆材质能正常工作时的最高温度，停止实验，记录最大电流数值；

关闭配套系统的直流电源停止实验，电缆温度降至常温；

重复上述测试过程多次，取多次试验最大电流数值平均值为电缆最大载流量。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下特点：

1、本发明以电缆电能传输发热仿真计算为理论依据，测量电缆在密集敷设条件的下实际最大工作电流，根据测量结果最大工作电流给磁铁设备选取合适规格的电缆，使得在密集敷设的情况下避免发生安全事故。

2、本发明测量的最大工作电流是在电缆热稳态条件下所得，此数值可用作此种情况下电缆可工作的最大平均电流。

综上，本发明可以广泛应用于加速器装置电缆敷设中。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例的电缆载流量测试装置结构示意图；

图2为本发明实施例的密集敷设电缆桥架截面；

图3为本发明实施例的电缆载流量测试装置使用状态图；其中，

图中附图标记为：1-桥架；2-桥架支架；21-底座；22-支架；3-压线板；4-电缆；5-测温探头；6-阻燃信号线、7-测温仪；8-计算机；9-实验桌；10-直流电源；11-负载。

具体实施方式

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“上面”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。

由于在局限空间中紧密排布电缆，很多位置存在多层敷设的情况，排布紧密的电缆发热严重，电缆发热将会加剧绝缘层老化，影响电缆正常工作寿命，严重时甚至还会因局部过热引发火灾等事故。本发明提出一种密集敷设电缆载流量测试装置及测试方法，包括：电缆承载装置，用于承载密集敷设的电缆；配套系统，用于连接所述电缆的两端，使得所述电缆能够处于正常工作状态；测温系统，用于对正常工作状态的电缆温度进行监测，获得电缆最大载流量。因此，本发明以电缆电能传输发热仿真计算为理论依据，测量电缆在密集敷设条件的下实际最大工作电流，根据测量结果最大工作电流给磁铁设备选取合适规格的电缆，使得在密集敷设的情况下避免发生安全事故。

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一：如图1～3所示，本实施例提供的密集敷设电缆载流量测试装置，包括电缆承载装置、测温系统和配套系统。

电缆承载装置，用于承载待敷设电缆；

配套系统，用于连接待敷设电缆的两端，使得待敷设电缆处于正常工作状态；

测温系统，用于对正常工作状态的待敷设电缆的温度进行监测，获得密集敷设电缆最大载流量。

在一个优选的实施例中，电缆承载装置包括桥架1、桥架支架2和压线板3。

桥架支架2包括若干对底座21和若干支架22，每一支架22采用H型支架。

每一对底座21均采用膨胀螺栓固定在混凝土地面上，每一支架22通过螺栓固定在一对底座21上，间隔设置的若干支架22上方设置有桥架1。

进一步地，桥架1采用梯式桥架，桥架1侧板与支架22采用螺栓固定连接，桥架1内用于放置紧密排列待敷设电缆4，位于待敷设电缆4上方的桥架1内通过间隔设置的若干压线板3进行固定，压线板3与桥架1可以采用螺栓固定连接。

在一个优选的实施例中，测温系统包括测温探头5、阻燃信号线6、测温仪7和计算机8。测温探头5采用阻燃胶带紧紧地固定到整排电缆中间位置的电缆4外表面，并通过阻燃信号线6与测温仪7连接，测温仪7可以放置到实验桌9上，测温仪7与计算机8连接，计算机8用于记录电缆温度曲线。

进一步地，为了使得测量更加精确，电缆4表面可以放置两个或者多个测温探头5，分别单独采集温度信号。测温探头5放置于电缆上表面，是由于电缆自然散热状态下热量向上流动，考虑到电缆通电流后达到热稳态需要一定时间，实验过程中增大电流速率不宜过大，防止发生安全事故。

在一个优选的实施例中，配套系统包括输出直流的直流电源10和负载11，直流电源10为直流输出系统，有正负极直流输出母排，与电缆4一端连接，负载11为电磁铁，同样有正负极输入母排，与相应电缆4另一端连接，直流电源10与负载11通过电缆4形成直流环路，其中，直流电源10和负载11的个数不做限制，可以根据实际待敷设电缆数量进行设置。

实施例二：本发明还提供一种密集敷设电缆载流量测试方法，包括：

本实施例中，电缆承载装置中桥架1采用400mm×150mm梯式镀锌桥架，配套支架22、底座21和压线板3均采用镀锌钢；电缆4采用交联聚乙烯阻燃铜芯细丝软电缆，型号为WDZAN-YJYR，规格为95mm

测温系统中测温探头5采用PT100，配阻燃信号线6，测温仪7采用智能温控器。

配套系统中直流电源10采用5台高精度电源，电源参数可调，电流输出范围在0-300A，负载电磁铁11采用普通电磁铁，可承载最大300A电流。

如图3所示，基于上述参数设置，按照实验原理图搭建实验设备，查阅电缆单根敷设时的载流量，按此载流量百分之五为增量给电缆4通电流，通过测温仪7记录数据，等测温仪7温度稳定后逐步增大电流，当电缆4温度达到本身材质能正常工作时的最高温度，停止实验，记录最大电流数值。

实验过程，查阅工业与民用供配电设计手册得知单芯95mm

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。在本说明书的描述中，参考术语“一个优选的实施例”、等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。