一种集成的小型导体载流温升试验装置的制作方法

文档序号:28419189发布日期:2022-01-11 21:03阅读:154来源:国知局

1.本发明涉及电力工业大电流导体器材检验、研究中的导体载流温升试验测量技术领域,特别涉及一种集成的小型导体载流温升试验装置。


背景技术:

2.近年来,我国的经济快速发展,用电量也随着急剧增加,尤其在中心城市,大功率电器增多,给输配电系统带来了严峻的挑战。为了提高城市空间的利用率,城区输电网广泛采用大容量的电缆线路送电,而户外长距离输电更多地使用架空线,输电容量的增加对线路提出了更高的要求,包括输电线及其配套金具的容量计算和增容研究等。
3.为此,大量的科研人员对电缆、架空线的载流量等展开了深入的研究,并取得了喜人的成果。在这个过程中,往往需要进行大量的载流温升试验,包括电缆载流温升、架空线载流温升、电缆老化试验、连接金具负荷能力估测等,为理论研究提供试验验证和数据支撑。
4.目前,由于载流温升试验一般需要长时间加载大电流,因此需要较大容量的电源系统,包括调压器、升流器、电容补偿箱等等,设备体积大、笨重、占地面积广,电源输出类型单一、自动化程度低、操作繁琐复杂,适应性较差,庞大的试验系统同样需要较长的试验样本,造成了资源的浪费。然而,目前大部分高校实验室等科研机构都无法提供大面积的试验场地,而即使搭建了庞大的试验系统很多时候也无法满足复杂的试验条件和要求,这些都对研究的广泛开展带来了阻力。部分学者采用仿真的方法代替试验,但并不能达到等同的效果。


技术实现要素:

5.本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足,提供一种集成的小型导体载流温升试验装置,舍弃以往庞大的电源系统,采用集成的电力电子可控电源,并极大缩减试验对象的长度,以达到缩小试验装置的目的,采用全自动化控制、组合式的固定夹具,保留并改善原有试验系统的功能,又极大程度地节约了实验用地,给复杂多样的研究需求带来了极大的便利。
6.为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种集成的小型导体载流温升试验装置,包括以下组成:可控大电流源、大通流引线、组合式固定夹具、自动控制系统、支撑平台以及试验对象。
7.在本装置中,整个试验装置总占地面积不大于3m2,可置于较小的空间中,无需大面积的场地,同时在相对密闭的小空间中还能实现高效控温,模拟试验对象实际运行时的环境温度;装置由各个独立的部件组合而成,可以随时安装和拆卸,灵活性强,可操作性高;装置的各个部件体积小,重量较轻,并且和地面接触的设备均带有滑轮,整套装置在安装前后都可方便移动;
8.进一步地,可控大电流源电源为220v市电,无需准备升流器、调压器等,对实验电
源要求低;大电流源采用变频电子技术,其电流幅度可以在0-3000a范围内平滑调整,提供包括工频正弦波在内的各种电力工业常用频率和波形的试验电流,足以满足常见的导体载流试验要求;电源可以手动控制也可以连接控制系统来实现自动控制,操作简单;
9.进一步地,组合式固定夹具将夹具主体和契合槽分开,采用组合式的方法实现多种规格试验对象装配。夹具分为两部分,其中主体部分为统一规格,与引线用螺栓相连;契合槽部分与试验对象连接,并根据试验对象端部的不同设计对应的契合槽形状和大小;主体和契合槽之间采用统一规格的配合接口对接;
10.进一步地,组合式夹具的主体和契合槽各有两块,采用嵌入式配合组装,包括试验对象在内由上至下组合为:主体-契合槽-试验对象-契合槽-主体,连接组合之后,采用螺栓紧固,切换试验对象时只需切换对应的契合槽而不用更换整套夹具,极大地节约了试验成本;
11.进一步地,自动控制系统可以控制:电流施加方式、试验时长、数据采集等,将整个试验过程全自动化,提高了试验效率;自动控制系统配备相应的电脑控制端和控制软件,控制整个试验过程的输入和输出;自动控制系统能长时间运行;
12.进一步地,试验对象包括电缆、架空线、配电母线等,试验对象的长度不大于1.6m,较短的试验对象大大降低了电流回路的电抗,使可控大电流源可以用较低的试验电压获取高达3000a的试验电流。
13.进一步地,试验对象需要采用支撑平台将除电源外的部件支撑起来,支撑平台的高度可调整,并且承重能力不低于200kg,支撑平台的底部安装有滑轮,配合电源底部的滑轮,整套装置可随时移动,布置方便,而试验时可以锁定滑轮,试验稳定安全。
14.本发明与现有技术相比,具有如下优点和效益:
15.本发明对以往的大电流载流系统进行了集成浓缩,减少了组件、减小了设备的体积,极大地节约了试验用地,不但保留了原有功能,在试验电流形式如频率、波形等方面的功能有较大提升,装置的全自动化控制可以减少人力需求,组合式固定夹具扩大了试验的适应性、节约成本。该装置轻便、安装简易、对电源环境和空间要求低,改善了试验人员的工作环境,也为缺乏试验空间的单位提供了极大的便利,提高了科研的效率。
附图说明
16.图1是实施例集成的小型导体载流温升试验装置示意图;
具体实施方式
17.下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中,附图仅用于示例性说明,表示的仅是示意图,而非实物图,不能理解为对本专利的限制;为了更好地说明本发明的实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明的省略是可以理解的。
18.如图1所示,一种集成的小型导体载流温升试验装置,包括可控大电流源、大通流引线、组合式固定夹具、自动控制系统、支撑平台以及试验对象。其中组合式固定夹具包括主体和契合槽。
19.在本实施例中,可控大电流源连接220v市电,根据试验对象的需要可在0-3000a之
间平滑设置输出电流。该电源为柜式密封组合结构,底部安装有滑轮,方便移动和摆放,当试验进行时,滑轮可以锁定,保证试验的安全稳定。该电源可以长时间大电流运行。
20.在本实施例中,大通流引线选用截面为12cm
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1cm的铜板,足以承载最大的3000a电流;具体地,铜板两端经过折弯和打孔,其中一端用螺栓固定于大电流源的输出端,另一端用螺栓与组合式固定夹的主体连接。
21.在本实施例中,试验对象选用1.5m长的电缆,电缆导体为圆柱形,为此组合式固定夹的契合槽内侧选用圆弧形,尺寸与电缆导体截面配合,契合槽与主体之间同样选用圆弧接触面,增大两者的接触面积,减小接触电阻;采用嵌入式配合组装完成后,由上至下组合为:主体-契合槽-电缆-契合槽-主体,用螺栓将紧固;
22.在本实施例中,自行编写自动控制程序,在电脑端实现整个试验过程的控制,包括试验定时设置、电流设置和输出、数据采集和保存等。具体地,各个控制部分相互独立,可以根据需要控制某些个功能,自动控制系统能长时间运行。
23.在本实施例中,选用承重能力为500kg的支撑平台,将连接好的试验主回路置于支撑平台上,调节支撑平台的高度至与可控大电流源输出接线板水平的位置,避免铜板与大电流源的连接处受力过大撕裂损毁。具体地,在支撑平台下方安装小滑轮,方面设备的移动和安装,当试验进行时可以锁定滑轮,保证试验稳定安全。
24.在本实施例中,整套试验装置的各个组成部件相互独立,可随时拆卸和组装。具体地,本实施例试验装置在安装完成后,整个试验装置总占地面积约为3m2,可置于较小的空间中,无需大面积的场地,同时在相对密闭的小空间中还能实现高效的环境温度控温,达到特殊试验的目的;装置的各个部件体积小,重力较轻,并且和地面接触的设备均带有滑轮,整套装置在安装前后都可移动,搬动方便易行;
25.上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
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