专利名称：一种用于模拟电缆隧道的温度场的设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种模拟温度的系统，尤其是涉及一种用于模拟电缆隧道的温度场的设备。
背景技术：
电缆本身是一种易燃物，在隧道内进行敷设时，由于比较密集，再加以电缆竖井的高差形成自然抽风，因此一旦着火，火势就特别凶猛，沿着电缆很快的延燃扩大，加之地方狭小，现有的消防器具往往难以充分投入或者不易奏效，使得火势不能遏止在小范围内而短时扑灭。另外，在扑救时比较困难，有二次危害，电缆着火时产生大量烟气，CO、CO2含量很高，特别是普通塑料电缆不但易着火，而且产生氯化氢气体通过缝隙、孔洞会弥蔓到电气装置室内，形成稀盐酸附着在电气装置上，形成一层导电膜，严重降低了设备和接线回路的绝缘。因此即使火被扑灭后，仍影响安全运行，这种灾害称为二次危害。例如姚孟电厂，电缆头爆炸引起电缆隧道着火，将二台机组的交直流电源和部分操作电缆、高低压开关柜、盘等烧毁。由于许多塑料电缆着火，毒气很大，人无法救火，最后由带防毒面具并备有氧气瓶的消防人员才将火扑灭，火灾历经约2个小时。由于烟气很大，该厂电缆孔洞封堵不严烟气通过缝隙弥蔓到厂用盘及集控室，烟气中的氯化氢气体，严重地降低了接线回路的绝缘，采用了各种擦洗方法都不见效，最后采用了碱水煮，清水洗，再烘干的办法，才得以恢复。电缆失火的损失严重，恢复时间较长。电缆火灾事故，造成严重损失，同时还有它的特殊危险性，就是控制回路失灵，极易造成事故扩大，甚至损坏主设备，而且修复困难。根据原水电部的统计分析，事故修复时间超过个月的有35次，占总数56%，而达半年以上的有16次，占总数的沈％。因此，电缆火灾严重影响电力系统的安全稳定运行，必须加以充分重视。
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结构简单、 可以观察传热和流动现象、测量各物理量的用于模拟电缆隧道的温度场的设备。本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现—种用于模拟电缆隧道的温度场的设备，其特征在于，该设备包括控温板、电加热器、开式水箱、控制器及冷水机组，所述的控温板分别与开式水箱和冷水机组连接，所述的电加热器设有三个，分别设在控温板与开式水箱的连接管道上、控温板与冷水机组的管道上以及控制器与冷水机组的管道上。所述的冷水机组的一侧设有三通阀。所述的开式水箱的两侧设有水泵，开式水箱经两侧的水泵以及闸阀分别与电加热器和冷水机组连接。所述的开式水箱的一侧经水泵和闸阀与控温板和开式水箱的连接管道连接。[0011]所述的开式水箱的另一侧经水泵、闸阀和三通阀与冷水机组连接。所述的控制器为PID控制器。所述的控制器与冷水机组的管道上的电加热器与开式水箱连接。所述的控温板经电加热器、闸阀和三通阀与冷水机组连接。所述的控温板设在中间布置铜管的水泥块上。温度场的产生由控温板、冷水机组、电加热器、PID控制器、交流调功器、数据采集系列多功能模块等组成，冷水机组连续运行，出口水经过PID控制的电加热器，保证水箱内为恒定5°C的冷水；从水箱出来的冷水，首先由水泵增压，然后经电加热器进行升温采用模拟量输出模块控制数字调功器，可以调节电加热器的加热量，从而实现出口水温从5°C到 31°C连续、周期性变化；为保证冷水机组工作平稳，在控温板出口处再加一电加热器，该加热器可以控制冷水机组进口水温为一恒定值。与现有技术相比，本实用新型结构简单，能够对电缆隧道的热场情况进行比较真实的模拟，在模型中观察传热和流动现象、测量各物理量、并按相似律推算引伸，从而了解或预见原型中传热和流动的运动规律，据以实际系统中的工程设计。
图1为本实用新型的结构示意图。图中1为控温板、2为电加热器、3为开式水箱、4为控制器、5为冷水机组、6为水泵、7为闸阀、8为三通阀。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。实施例一种用于模拟电缆隧道的温度场的设备，其结构如图1所示，该设备包括控温板 1、电加热器2、开式水箱3、控制器4及冷水机组5，控温板1分别与开式水箱3和冷水机组 5连接，控温板1与开式水箱3的连接管道上、控温板1与冷水机组5的管道上以及控制器 4与冷水机组5的管道上均设有电加热器2。在冷水机组5的一侧还设有三通阀8。在开式水箱3的两侧均设有水泵6和闸阀7，开式水箱3的一侧经水泵6和闸阀7与控温板1和开式水箱3的连接管道连接，开式水箱3的另一侧经水泵6、闸阀7和三通阀8与冷水机组5 连接。使用的控制器4为PID控制器，控制器4与冷水机组5的管道上的电加热器2与开式水箱3连接。控温板1设在中间布置铜管的水泥块上，作为温度随季节变化的边界条件； 其余表面均用绝热材料包裹，作为绝热边界条件；在铜管中心布置一个发热量可控的电加热丝，作为管道热源。控温板1经电加热器2、闸阀7和三通阀8与冷水机组连接。温度场的产生由控温板1、电加热器2、PID控制器4、冷水机组5、交流调功器、数据采集系列多功能模块等组成，冷水机组5连续运行，出口水经过PID控制器4控制的电加热器2，保证开式水箱3内为恒定5°C的冷水；从开式水箱3出来的冷水，首先由水泵6增压，然后经电加热器2进行升温采用模拟量输出模块控制数字调功器，可以调节电加热器的加热量，从而实现出口水温从5°C到31°C连续、周期性变化；为保证冷水机组5工作平稳， 在控温板1出口处再加一电加热器2，该加热器可以控制冷水机组进口水温为一恒定值。
权利要求1.一种用于模拟电缆隧道的温度场的设备，其特征在于，该设备包括控温板、电加热器、开式水箱、控制器及冷水机组，所述的控温板分别与开式水箱和冷水机组连接，所述的电加热器设有三个，分别设在控温板与开式水箱的连接管道上、控温板与冷水机组的管道上以及控制器与冷水机组的管道上。
2.根据权利要求1所述的一种用于模拟电缆隧道的温度场的设备，其特征在于，所述的冷水机组的一侧设有三通阀。
3.根据权利要求1所述的一种用于模拟电缆隧道的温度场的设备，其特征在于，所述的开式水箱的两侧设有水泵，开式水箱经两侧的水泵以及间阀分别与电加热器和冷水机组连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于模拟电缆隧道的温度场的设备，其特征在于，所述的开式水箱的一侧经水泵和闸阀与控温板和开式水箱的连接管道连接。
5.根据权利要求3所述的一种用于模拟电缆隧道的温度场的设备，其特征在于，所述的开式水箱的另一侧经水泵、闸阀和三通阀与冷水机组连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于模拟电缆隧道的温度场的设备，其特征在于，所述的控制器为PID控制器。
7.根据权利要求1所述的一种用于模拟电缆隧道的温度场的设备，其特征在于，所述的控制器与冷水机组的管道上的电加热器与开式水箱连接。
8.根据权利要求1所述的一种用于模拟电缆隧道的温度场的设备，其特征在于，所述的控温板经电加热器、闸阀和三通阀与冷水机组连接。
9.根据权利要求1所述的一种用于模拟电缆隧道的温度场的设备，其特征在于，所述的控温板设在中间布置铜管的水泥块上。
专利摘要本实用新型涉及一种用于模拟电缆隧道的温度场的设备，该设备包括控温板、电加热器、开式水箱、控制器及冷水机组，控温板分别与开式水箱和冷水机组连接，电加热器设有三个，分别设在控温板与开式水箱的连接管道上、控温板与冷水机组的管道上以及控制器与冷水机组的管道上。与现有技术相比，本实用新型结构简单，能够对电缆隧道的热场情况进行比较真实的模拟，在模型中观察传热和流动现象、测量各物理量、并按相似律推算引伸，从而了解或预见原型中传热和流动的运动规律，据以实际系统中的工程设计。
文档编号G01M9/08GK202101833SQ20112012928
公开日2012年1月4日 申请日期2011年4月27日 优先权日2011年4月27日
发明者孟毓, 张丽, 李海 申请人:上海市电力公司, 上海电力设计院有限公司