一种模拟故障电弧作用下的电缆受热及燃烧特性测试装置的制造方法_2

文档序号:9303319阅读:来源:国知局
在热作用下的整个升温、变形、熔融、着火燃烧、火蔓延等过程,从而确定出相应的状态临界转捩条件。
[0020](2)可实现变角度的电缆试样测试,研究空间倾斜角度对电缆包层材料受热变形、熔融流淌、以及后期火蔓延等主要过程的影响。
[0021](3)可实现电弧的精确控制,利用所述电弧起弧器和所述可调电阻的配合,可产生预定能量及长度的电弧,以完成试验电弧热源的准确调节;所述陶瓷滑块的移动距离由计算机软件设置后,通过远程遥控所述步进电机得以实现。
[0022](4)利用所述电子天平实时记录所述电缆试样在电弧热作用下的质量损失,结合热电偶温度变化数据,可以进一步研究电缆受热及燃烧时的热重特征发展规律。
[0023](5)利用所述电缆试样回路中的电流计和电压计数据,可对电缆在受热过程中是否失效作出直接判断;耦合同时进行采集的温度、质量等数据,可望发展针对故障电弧作用下的电缆热失效新判据。
[0024](6)由于体现故障电弧热作用下的电缆抗性等级测试标准尚未建立,该方法可为未来此类标准的建立提供依据。
【附图说明】
[0025]图1为一种模拟故障电弧作用下的电缆受热及燃烧特性测试装置的电路结构示意图;
[0026]图2为该测试装置中的电缆测试平台结构示意图;
[0027]图3为电缆测试平台中的电弧起弧器结构示意图;
[0028]其中:100为交流动力电电源,101为电流接触器,102为可调电阻,103为电流计,104为电压计,105为电缆试样回路,106为导电夹A,107为电缆试样A段,108为电缆试样B段,109为导电夹B,110为内导体芯A,111为内导体芯B ;
[0029]200为电缆槽架,201为转轴,202为金属圆板,203为可调支架A,204为金属插销,205为底座,206为螺钉,207为硅酸钙板,208为电子天平,209为支架,210为熔滴槽,211为耐火石棉绳,212为摄像机,213为热电偶阵列,214为电弧起弧器,215为可调支架B ;
[0030]300为铜柱A,301为铜柱B,302为陶瓷夹紧件,303为锁固螺钉,304为金属标尺,305为陶瓷滑块,306为丝杠螺母,307为精密丝杠,308为步进电机。
【具体实施方式】
[0031]以下结合【附图说明】本发明的【具体实施方式】,但不作为对本发明的限制。
[0032]图1给出了本发明的模拟故障电弧作用下的电缆受热及燃烧特性测试装置的电路结构示意图,图2为该测试装置中电缆测试平台的详细结构立体示意图,图3为电缆测试平台中的电弧起弧器详细结构立体示意图。
[0033]如图1所示,一个380V交流动力电电源100通过电缆试样回路105依次串联一个电流接触器101,一个可调电阻102,一个电流计103,并利用电缆试样回路105中的导电夹A106和导电夹B109分别串接一个特定长度的电缆试样A段及电缆试样B段,并使两者处于同轴位置,且将电缆试样A段远离导电夹A106 —侧的内导体芯AllO与电缆试样B段远离导电夹B108 —侧的内导体芯Blll稍微露出,并使两者尽量靠近;同时在导电夹A106和导电夹B109的位置并联一个电压计104,例如本实施例中选用可调电阻102的阻值范围为O ■ 200欧,电流计103最大量程50A,电压计104最大量程500V,电缆试样A段107和电缆试样B段108均选用美国电线规范的IAWG电缆线,外径7.35mm、长度均为50cm,其绝缘层和外护套层均为聚氯乙烯材料。
[0034]如图2所示,电缆试样A段107和电缆试样B段108被耐火石棉绳211固定于一个梯子形状的电缆槽架200之上,且处于绷直状态,电缆槽架200左侧的特定位置开有一个圆形限位孔,电缆槽架200两侧中部分别焊接上开有同轴圆孔的折角,两个同轴圆孔中插入一个转轴201,本实施例中,电缆槽架200由不锈钢焊接而成,外尺寸长120cm、宽40cm,转轴201同为不锈钢材质,外径2cm、长度42cm。在转轴201的两端分别焊接两块相同尺寸的金属圆板202,并使金属圆板202与转轴201保持同轴,例如金属圆板可由不锈钢制成,夕卜径10cm、厚度Icm ;两块金属圆板202的下方分别连接可调支架A203 (位于左侧)和可调支架B215 (右侧),其中可调支架A203由一块竖直的长方形金属板和一块圆弧形金属量角尺焊接而成,可调支架A203的圆弧形金属量角尺每隔一定角度(以转轴201的端部为圆心)标注一个刻度,并在相应刻度处打上圆形孔,例如可调支架A203的圆弧形金属量角尺刻度间隔为10度,且可调支架A203和可调支架B215的长方形金属板部分尺寸均为长60cm、宽8cm、厚度5mm,同时其下部留有一排竖直、等间距的小圆孔,例如开有4个内径8mm,间距1cm的小圆孔;可调支架A203和可调支架B215下方连接底座205,底座205的上部同样留有一排竖直、等间距的小圆孔,与可调支架A203及可调支架B215的小圆孔通过螺钉206进行锁固;底座205置于一块硬质硅酸钙板207上,硅酸钙板207再置于一台电子天平208之上,在电缆槽架200的正下方和硅酸钙板207上方水平放置一个长方形的金属熔滴槽210,用于收集电缆试样A段107和电缆试样B段108受热后产生的熔融滴落物质,其面积比电缆试样A段107加上电缆试样B段108的水平投影总面积稍大,熔滴槽210又置于一个支架209上,且支架209与硅酸钙板207之间不发生接触。电缆试样A段107和电缆试样B段108的表面布置一组热电偶阵列213,包括4支热电偶,每支间距为10cm,一台摄像机212从正前方拍摄电缆试样A段107和B段108受热或燃烧的整个过程。两段相向且紧靠的内导体芯Al 10与内导体芯Blll接入一个电弧起弧器214上,其具体构造将在图3作详细说明。
[0035]如图3所示,电弧起弧器214首先包含两个相向的“L”形铜柱A300和铜柱B301,电缆试样A段107的内导体芯AllO缠绕于铜柱A300的顶部弯折处,且电缆试样B段108的内导体芯Blll缠绕于铜柱B301的顶部弯折处,同时需保持铜柱A300与铜柱B301两者的“L”短边与电缆试样A段107及电缆试样B段108处于同轴状态,本实施例中,铜柱A300与铜柱B301尺寸相同,“L”短边长度为8mm,“L”长边长度为10cm,横截面直径3mm ;铜柱A300的“L”长边顶端连接一个陶瓷夹紧件302,陶瓷夹紧件302通过一颗锁固螺钉303卡紧于一块金属标尺304上,所述铜柱B301的“L”长边顶端连接一个陶瓷滑块305,陶瓷滑块305同样嵌套于金属标尺304上,且两者内部尺寸刚好契合(不发生松动),其移动时便可调节铜柱A300和铜柱B301的“L”短边触头的间距,同时金属标尺304的一端呈挂钩状,便于安装在电缆槽架200中。陶瓷滑块305另一侧连接一块丝杠螺母306,丝杠螺母306中穿过一根与此相匹配的精密丝杠307,精密丝杠307的一端连接一个步进电机308,该步进电机308固定于金属标尺304上,本实施例中,步进电机308可远程遥控,当在计算机软件上设定好移动距离后,便可通过计算机自动控制,依靠精密丝杠307将陶瓷滑块305移动预设距离。
[0036]测试开始前,首先控制步进电机308将陶瓷滑块305向陶瓷夹紧件302方向移动,最终使铜柱A300和
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