海缆材料耐海洋环境试验装置及试验方法与流程

本发明涉及线缆测试，尤其是涉及一种海缆材料耐海洋环境试验装置及试验方法。

背景技术：

1、高压海底电缆作为海上风电送出、海上平台、岛屿与陆地大电网连接的纽带，在海上清洁能源开发、电网国际化、区域电网互联等领域发挥重要作用，其安全稳定性对电力系统的正常运行至关重要。若海底电缆路由选择不合理、海缆保护方式考虑不周，部分埋设段海底电缆会裸露，进而在水流的局部冲刷作用下海缆发生悬跨。裸露悬空的海缆不但容易遭受外力破坏，而且悬跨海底电缆后方水流涡旋脱落导致海缆易产生涡激振动，海缆在海底洋流周期作用下发生振荡，导致海底电缆发生磨损、疲劳等现象，致使海底电缆产生机械损伤，进而发生结构破坏，对海底电缆的安全运行带来很大的风险。同时，海洋腐蚀环境会导致海缆护层力学性能退化，给其长期安全运行带来巨大威胁。

2、目前，现有方案只能对海底电缆开展静态的海洋环境耐受试验，不能满足海底电缆护层材料的海洋环境适应性方面的研究。因此亟需一种能够对海底电缆各层结构材料在海洋环境下进行动态性能试验的方案。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种海缆材料耐海洋环境试验装置及试验方法，以解决上述技术问题，从而能够对海底电缆各层结构材料在海洋环境下进行动态性能试验。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种海缆材料耐海洋环境试验装置，包括：

3、试验箱，用于储存模拟海洋环境的试验水；

4、盖板，安装于所述试验箱上方；

5、加热器，用于对所述试验水进行加热；

6、激振器控制装置，通过激振器固定件与所述试验箱内的海缆材料样品固定连接，用于根据预设的参数控制所述海缆材料样品发生振动；

7、力传感器，设于所述试验箱内壁上，且通过海缆固定件与所述海缆材料样品固定连接，所述力传感器用于测量所述海缆材料样品的张力大小；

8、测温仪，用于测量所述试验水的温度。

9、进一步地，所述试验水采用按照预设盐度和酸碱度配置的试验水或采用从预设区域提取的自然海水。

10、进一步地，所述加热器、所述激振器控制装置和所述测温仪均集成在所述盖板上。

11、进一步地，所述力传感器为两个，两个所述力传感器分别设于所述试验箱两侧内壁上，且两个所述力传感器分别通过相应的海缆固定件与所述海缆材料样品的两端固定连接。

12、进一步地，所述的海缆材料耐海洋环境试验装置还包括放液阀，所述放液阀用于将所述试验箱的试验水排出。

13、进一步地，所述的海缆材料耐海洋环境试验装置还包括进水阀，所述进水阀用于将所述试验水通入所述试验箱内。

14、进一步地，所述激振器控制装置还用于控制海缆材料样品产生不同的疲劳载荷谱，所述不同的疲劳载荷谱包括常幅谱和随机谱。

15、进一步地，所述的海缆材料耐海洋环境试验装置还包括水压力传感器，所述水压力传感器用于测量所述海缆材料样品所承受的水压。

16、进一步地，所述的海缆材料耐海洋环境试验装置还包括压力调节阀，所述压力调节阀用于调节所述试验箱内的试验水的压力。

17、本发明还提供一种任一项所述的海缆材料耐海洋环境试验装置的试验方法，包括：

18、截取一定长度的海底电缆并解剖获取海底电缆构件，基于所述海底电缆构件制作预设长度的海缆材料样品；

19、通过激振器固定件将所述海缆材料样品的中段与激振器控制装置连接，通过海缆固定件将所述海缆材料样品的两端固定在试验箱内壁上，且至少一个所述海缆固定件为通过力传感器与试验箱内壁固定连接；

20、通过调节所述海缆固定件与所述海缆材料样品的连接位置，以使所述力传感器的读数达到预设目标值；

21、利用加热器对所述试验箱内的试验水进行加热，直至测温仪获取到的试验水温度达到预设目标温度值；

22、通过所述激振器控制装置基于预设的参数控制所述海缆材料样品产生预设振动幅值和频率；

23、通过所述力传感器实时获取所述海缆材料样品两端张力值并进行记录。

24、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

25、本发明提供了一种海缆材料耐海洋环境试验装置及试验方法，所述装置包括：试验箱，用于储存模拟海洋环境的试验水；盖板，安装于所述试验箱上方；加热器，用于对所述试验水进行加热；激振器控制装置，通过激振器固定件与所述试验箱内的海缆材料样品固定连接，用于根据预设的参数控制所述海缆材料样品发生振动；力传感器，设于所述试验箱内壁上，且通过海缆固定件与所述海缆材料样品固定连接，所述力传感器用于测量所述海缆材料样品的张力大小；测温仪，用于测量所述试验水的温度。本发明通过激振器控制装置控制海缆材料样品产生振动并实时监测其张力，能够模拟电缆在海洋环境下的性能变化，以电缆护层材料力学性能进行动态试验。

技术特征：

1.一种海缆材料耐海洋环境试验装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的海缆材料耐海洋环境试验装置，其特征在于，所述试验水采用按照预设盐度和酸碱度配置的试验水或采用从预设区域提取的自然海水。

3.根据权利要求1所述的海缆材料耐海洋环境试验装置，其特征在于，所述加热器、所述激振器控制装置和所述测温仪均集成在所述盖板上。

4.根据权利要求1所述的海缆材料耐海洋环境试验装置，其特征在于，所述力传感器为两个，两个所述力传感器分别设于所述试验箱两侧内壁上，且两个所述力传感器分别通过相应的海缆固定件与所述海缆材料样品的两端固定连接。

5.根据权利要求1所述的海缆材料耐海洋环境试验装置，其特征在于，还包括放液阀，所述放液阀用于将所述试验箱的试验水排出。

6.根据权利要求1所述的海缆材料耐海洋环境试验装置，其特征在于，还包括进水阀，所述进水阀用于将所述试验水通入所述试验箱内。

7.根据权利要求1所述的海缆材料耐海洋环境试验装置，其特征在于，所述激振器控制装置还用于控制海缆材料样品产生不同的疲劳载荷谱，所述不同的疲劳载荷谱包括常幅谱和随机谱。

8.根据权利要求1所述的海缆材料耐海洋环境试验装置，其特征在于，还包括水压力传感器，所述水压力传感器用于测量所述海缆材料样品所承受的水压。

9.根据权利要求1所述的海缆材料耐海洋环境试验装置，其特征在于，还包括压力调节阀，所述压力调节阀用于调节所述试验箱内的试验水的压力。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的海缆材料耐海洋环境试验装置的试验方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供一种海缆材料耐海洋环境试验装置及试验方法，所述装置包括：试验箱，用于储存模拟海洋环境的试验水；盖板，安装于所述试验箱上方；加热器，用于对所述试验水进行加热；激振器控制装置，通过激振器固定件与所述试验箱内的海缆材料样品固定连接，用于根据预设的参数控制所述海缆材料样品发生振动；力传感器，设于所述试验箱内壁上，且通过海缆固定件与所述海缆材料样品固定连接，所述力传感器用于测量所述海缆材料样品的张力大小；测温仪，用于测量所述试验水的温度。本发明通过激振器控制装置控制海缆材料样品产生振动并实时监测其张力，能够模拟电缆在海洋环境下的性能变化，以电缆护层材料力学性能进行动态试验。

技术研发人员：余欣,吴吉,于是乎,黄剑平,邰彬,范亚洲,黄振,汪政,何衍和
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12