专利名称：用于脐带缆电缆单元电、热、振动联合老化的实验装置的制作方法
技术领域：
用于脐带缆电缆单元电、热、振动联合老化的实验装置技术领域:本实用新型涉及一种用于脐带缆电缆单元电、热、振动联合老化的实验装置。
背景技术：
:随着我国经济的快速发展，能源需求越来越大，能源供需矛盾日益突出，为了缓解能源供需矛盾，加快海洋油气资源开发已成为国家战略需求。水下生产系统脐带缆(Umbilical Cables)是海洋油气生产系统的关键组成部分之一，主要由电缆、光缆、液压或化学药剂管和护套、填充绳等部分组合而成，是水下生产作业设备的生命线，主要作用是为水下生产系统提供电能、液压、化学药剂注入通道，同时提供控制信号及水下生产系统监测数据，起到水下设备与海洋平台、岸上设备紧密联系的重要纽带作用。脐带缆中电缆单元的额定电压通常可为450/750V、0.6/lkVU.8/3kV和3.6/6kV,电力传输功率大，能给海底动力设备提供强大的电力。由于在海洋中工作的特殊环境，电缆单元在满足绝缘要求的同时，还要承受由于海洋洋流运动作用于电缆单元的各种机械振动载荷，确保电缆结构的拉伸强度、涡激振动、疲劳断裂强度等性能达到应用要求。由于脐带缆结构的复杂性，在理论上计算电缆单元的各种电气、机械振动参数是非常困难的，因而目前国内外通常都借助于实验手段分析机械、电气性能。目前国际上Nexans、DUCO等专业厂商主要是针对脐带缆机械、振动等特性开发了相应的试验装置，国内外并没有针对脐带缆中电缆单元电-热-振动联合老化的同类实验装置。目前联合老化实验装置相关的专利只有，山东电力研究院的“一种变压器油纸绝缘电热联合应力老化的实验装置”(CN201120002802.8)，该专利针对是浸溃变压器油的油纸绝缘测试，主要针对样品测试电极与测试方法，该专利与本专利并无直接关系，而且不能用于电缆试品测试。发明内容:本实用新型的目的是提供一种用于脐带缆电缆单元电、热、振动联合老化的实验装置，用于测试电缆单元在同时受到电压、电流、振动、摩擦等外部作用时的电气机械性能，确保脐带缆使用中绝缘可靠、温度分布与载流量合理，为脐带缆生产、设计提供试验保障。上述的目的通过以下的技术方案实现:一种用于脐带缆电缆单元电、热、振动联合老化的实验装置，其组成包括:电热恒温干燥箱，所述的电热恒温干燥箱内安装有试品夹具，所述的试品夹具与电缆试品连接，所述的电缆试品分别连接试验电源装置和电磁振动机构，所述的电热恒温干燥箱、所述的试验电源装置、所述的电磁振动机构分别与市电电源装置连接。所述的用于脐带缆电缆单元电、热、振动联合老化的实验装置，所述的电磁振动机构包括电磁铁，所述的电磁铁通过连杆与固定杆连接，所述的固定杆与上固定板连接，所述的上固定板与下固定板之间安装有所述的试品夹具，所述的上固定板的下方与上弹簧连接，所述的上弹簧与上压板连接，所述的下固定板的上方与下弹簧连接，所述的下弹簧与下压板连接，所述的试品夹具两端通过弹簧固定于钢板侧壁上。所述的用于脐带缆电缆单元电、热、振动联合老化的实验装置，所述的试品夹具由上下对称的一组夹件通过三根螺栓紧固，多根所述的电缆试品置于所述的试品夹具中上下对称的圆弧凹槽中。所述的用于脐带缆电缆单元电、热、振动联合老化的实验装置，所述的试验电源装置经断路器与电网相连，所述的断路器与调压器连接，所述的调压器与试验变压器连接，所述的试验变压器与所述的电缆试品连接。有益效果:1.本实用新型采用电磁铁、连杆、压板与弹簧组成的电磁振动机构，振动频率与振动幅值连续可调，所述电磁振动机构结构简单、控制灵活、元器件少、工作可靠，可以模拟脐带缆中电缆单元在实际运行承受的外界振动冲击作用。本实用新型采用电磁机械机构模拟脐带缆中电缆单元所受振动冲击作用，通过试验电源衡量实际外施电压对电缆绝缘作用，采用电热恒温干燥箱模拟实际运行时脐带缆内部发热对电缆的热作用，本实用新型采用一套测试系统可以实现脐带缆中电缆单元电-热-振动联合老化的实验，实现一机多能。本实用新型采用电磁机械机构模拟脐带缆中电缆单元所受振动冲击作用的同时，可以通过调整振动幅值大小，模拟电缆单元中缆芯各部分之间的滑移、摩擦作用，模拟的效果更接近与实际应用。
:附图1是本实用新型的结构示意图。附图2是本实用新型的结构框图。附图3是附图1中的试品夹具的结构示意图。附图4是附图3的俯视图。附图5是附图3的左视图。附图6是本发明的试品及夹具安装示意图。附图7是本发明的试验电源装置的原理示意图。
具体实施方式
:实施例1:一种用于脐带缆电缆单元电、热、振动联合老化的实验装置，其组成包括:电热恒温干燥箱4，所述的电热恒温干燥箱内安装有试品夹具6，所述的试品夹具与电缆试品5连接，所述的电缆试品分别连接试验电源装置I和电磁振动机构2，所述的电热恒温干燥箱、所述的试验电源装置、所述的电磁振动机构分别与市电电源装置3连接。将电缆试品用试品夹具固定，置于电热恒温干燥箱中，试验时，利用电磁振动机构将振动作用传递到电缆试品上，同时试验电源为电缆试品提供试验电压，因此可以通过本实验装置同时实现电缆单元电-热-振动联合老化的测试。市电电源为电磁振动机构、电热恒温干燥箱和试验电源提供初级电源。将电缆试品用试品夹具固定，置于电热恒温干燥箱中，试验时，利用电磁振动机构将振动作用传递到电缆试品上，同时试验电源装置为电缆试品提供试验电压，因此可以通过本实验装置同时实现电缆单元电-热-振动联合老化的测试。市电电源装置为电磁振动机构、电热恒温干燥箱和试验电源装置提供初级电源。实施例2:[0031]上述的用于脐带缆电缆单元电、热、振动联合老化的实验装置，所述的电磁振动机构包括电磁铁7，所述的电磁铁与连杆8连接，所述的连杆与固定杆9连接，所述的固定杆与上固定板10连接，所述的上固定板与下固定板11之间安装有所述的试品夹具，所述的上固定板的下方与上弹簧12连接，所述的上弹簧与上压板13连接，所述的下固定板的上方与下弹簧14连接，所述的下弹簧与下压板15连接，所述的试品夹具两端通过弹簧16固定于钢板17侧壁上。同时将多根电缆试品两端用试品夹具固定夹紧，将试品夹具两端采用弹簧固定于钢板侧壁上，使得电缆试品可以在电磁振动机构作用下振动弯曲。电磁振动机构主要由电磁铁、连杆、固定杆、上下固定板、压板、上弹簧和下弹簧组成，电磁铁通电后带动连杆上下往复运动，改变上弹簧和下弹簧的结构尺寸可以改变弹力大小，调整电缆试品的振动幅值。实施例3:上述的用于脐带缆电缆单元电、热、振动联合老化的实验装置，所述的试品夹具由上下对称的一组夹件18通过三根螺栓19紧固，多根所述的电缆试品置于所述的试品夹具中上下对称的圆弧凹槽20中。试品夹具由上下对称的一组夹件通过三根螺栓紧固，多根电缆试品可以置于试品夹具中上下对称的圆弧凹槽中，弧形凹槽可以使夹具与电缆试品接触面积更大，固定更加可靠，避免局部接触压力过大导致电缆试品在夹具位置过早疲劳失效。实施例4:上述的用于脐带缆电缆单元电、热、振动联合老化的实验装置，所述的试验电源装置经断路器21与电网相连，所述的断路器与调压器22连接，所述的调压器与试验变压器23连接，所述的试验变压器与所述的电缆试品连接。试验电源经断路器与电网相连，调压器可以连续调节试验变压器的输入电压，改变施加在电缆试品上的试验电压，满足脐带缆电缆单元的耐压测试要求。
权利要求1.一种用于脐带缆电缆单元电、热、振动联合老化的实验装置，其组成包括:电热恒温干燥箱，其特征是:所述的电热恒温干燥箱内安装有试品夹具，所述的试品夹具与电缆试品连接，所述的电缆试品分别连接试验电源装置和电磁振动机构，所述的电热恒温干燥箱、所述的试验电源装置、所述的电磁振动机构分别与电源装置连接。
2.根据权利要求1所述的用于脐带缆电缆单元电、热、振动联合老化的实验装置，其特征是:所述的电磁振动机构包括电磁铁，所述的电磁铁通过连杆与固定杆连接，所述的固定杆与上固定板连接，所述的上固定板与下固定板之间安装有所述的试品夹具，所述的上固定板的下方与上弹簧连接，所述的上弹簧与上压板连接，所述的下固定板的上方与下弹簧连接，所述的下弹簧与下压板连接，所述的试品夹具两端通过弹簧固定于钢板侧壁上。
3.根据权利要求1或2所述的用于脐带缆电缆单元电、热、振动联合老化的实验装置，其特征是:所述的试品夹具由上下对称的一组夹件通过三根螺栓紧固，多根所述的电缆试品置于所述的试品夹具中上下对称的圆弧凹槽中。
4.根据权利要求1或2所述的用于脐带缆电缆单元电、热、振动联合老化的实验装置，其特征是:所述的试验电源装置经断路器与电网相连，所述的断路器与调压器连接，所述的调压器与试验变压器连接，所述的试验变压器与所述的电缆试品连接。
专利摘要用于脐带缆电缆单元电、热、振动联合老化的实验装置。目前国际上Nexans、DUCO等专业厂商主要是针对脐带缆机械、振动等特性开发了相应的试验装置，国内外并没有针对脐带缆中电缆单元电-热-振动联合老化的同类实验装置。本实用新型的组成包括电热恒温干燥箱(4)，所述的电热恒温干燥箱内安装有试品夹具(6)，所述的试品夹具与电缆试品(5)连接，所述的电缆试品分别连接试验电源装置(1)和电磁振动机构(2)，所述的电热恒温干燥箱、所述的试验电源装置、所述的电磁振动机构分别与市电电源装置(3)连接。本产品用于脐带缆电缆单元电、热、振动联合老化的实验。
文档编号G01M7/02GK202939241SQ201220615979
公开日2013年5月15日 申请日期2012年11月20日 优先权日2012年11月20日
发明者黄玲, 李秀婧, 刘骥, 高欢 申请人:哈尔滨理工大学