本發(fā)明屬于電纜終端高壓實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，具體涉及一種車(chē)載電纜終端在特殊環(huán)境溫度下的泄漏電流測(cè)試系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)：

車(chē)載高壓電纜承擔(dān)著輸送電能的重要作用，電纜使用狀態(tài)直接影響著牽引供電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電纜終端是電纜線路的重要組成部分，同時(shí)在運(yùn)行系統(tǒng)中也是比較薄弱的環(huán)節(jié)。電纜終端處電場(chǎng)分布極不均勻，容易造成絕緣擊穿等故障。泄漏電流測(cè)試作為一種高壓實(shí)驗(yàn)，可以有效檢測(cè)電纜終端絕緣狀態(tài)，以便及時(shí)對(duì)劣化嚴(yán)重的終端做出處理。在我國(guó)西北地區(qū)，高速動(dòng)車(chē)組及電力機(jī)車(chē)運(yùn)行時(shí)穿越地區(qū)環(huán)境溫度變化較大，特殊的運(yùn)行環(huán)境導(dǎo)致車(chē)載電纜終端更易發(fā)生故障。模擬復(fù)雜的真實(shí)工況進(jìn)行相關(guān)的電氣測(cè)試比較困難，為此需要針對(duì)這種工況專(zhuān)門(mén)研究一種車(chē)載電纜終端在特殊環(huán)境溫度下的泄漏電流測(cè)試系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種車(chē)載電纜終端在特殊環(huán)境溫度下的泄漏電流測(cè)試系統(tǒng)與方法，使之能夠?qū)崿F(xiàn)特殊運(yùn)行工況環(huán)境溫度車(chē)載電纜的高壓實(shí)驗(yàn)，測(cè)量車(chē)載電纜在特殊運(yùn)行工況環(huán)境溫度下的泄漏電流等參數(shù)，對(duì)電纜終端整體絕緣狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。

本發(fā)明的目的是通過(guò)如下的手段實(shí)現(xiàn)的：

一種車(chē)載電纜終端在特殊環(huán)境溫度下的泄漏電流測(cè)試系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)特殊運(yùn)行工況溫度場(chǎng)下的電纜終端泄漏電流實(shí)驗(yàn)，主要由高溫加熱模擬系統(tǒng)，低溫環(huán)境模擬系統(tǒng)，溫度控制器、氣流調(diào)節(jié)系統(tǒng)和頻域介電譜測(cè)試系統(tǒng)組成；高溫加熱模擬系統(tǒng)置于低溫環(huán)境模擬系統(tǒng)的腔體內(nèi)，溫度控制系統(tǒng)和泄漏電流測(cè)試系統(tǒng)置于低溫環(huán)境模擬系統(tǒng)的腔體外，具體構(gòu)成為：

高溫加熱模擬系統(tǒng)構(gòu)成為：試驗(yàn)油杯15通過(guò)支架21支撐在低溫試驗(yàn)箱14內(nèi)；試驗(yàn)油杯15分為外壁和內(nèi)壁，內(nèi)壁23為絕緣導(dǎo)熱層，電阻絲16布置在試驗(yàn)油杯15杯壁夾層中，具有八只傳感器的傳感器組分兩列依附在試驗(yàn)油杯15內(nèi)壁，在內(nèi)壁深度方向等距排列；有機(jī)玻璃蓋32封住杯口并預(yù)留用于通過(guò)被測(cè)電纜終端19和電氣導(dǎo)線的通孔；所述電氣導(dǎo)線包括用作試驗(yàn)油杯內(nèi)的電阻絲16和傳感器組與外部直流電源1、溫度控制系統(tǒng)2連接的電氣導(dǎo)線；

所述低溫環(huán)境模擬系統(tǒng)具有低溫試驗(yàn)箱14，低溫試驗(yàn)箱14頂部設(shè)置有換氣孔22和排氣管20，排氣管20與外部氣流調(diào)節(jié)系統(tǒng)4相通；四個(gè)傳感器兩兩分置于低溫試驗(yàn)箱內(nèi)上部和下部；低溫試驗(yàn)箱14頂部預(yù)留有相應(yīng)通孔以容納被測(cè)電纜終端和電氣導(dǎo)線通過(guò)；

所述溫度控制系統(tǒng)的溫度控制器2與所述各傳感器連接；直流電源1通過(guò)導(dǎo)線分別與電阻絲16和溫度控制系統(tǒng)2相連；pc機(jī)3與溫度控制系統(tǒng)2相連，并根據(jù)各傳感器和溫度控制系統(tǒng)2采集處理的數(shù)據(jù)對(duì)氣流調(diào)節(jié)系統(tǒng)4進(jìn)行控制；

所述泄漏電流測(cè)試系統(tǒng)主要由試驗(yàn)變壓器7，泄漏電流測(cè)試儀6構(gòu)成，其中試驗(yàn)變壓器7通過(guò)導(dǎo)線和防暈罩8相連，防暈罩8連接纜芯導(dǎo)體，而泄漏電流測(cè)試儀6通過(guò)接地線13與電纜屏蔽層12相連，進(jìn)而形成測(cè)試回路；

試驗(yàn)時(shí)對(duì)電纜終端19施加電壓激勵(lì)，記錄各溫度下施加不同電壓激勵(lì)后的泄漏電流測(cè)試儀6的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同環(huán)境溫度變化條件下電纜終端泄漏電流的測(cè)試。

試驗(yàn)油杯15外部高度為600mm，下部支架21垂直高度200mm，試驗(yàn)油杯15為雙層，油杯內(nèi)層直徑為300mm，外層直徑為340mm，其中夾層20mm，電阻絲16寬度為10mm，有機(jī)玻璃蓋32厚度10mm，其中有機(jī)玻璃蓋32上開(kāi)口寬度為56mm。

本發(fā)明的目的還在于提供一種特殊環(huán)境溫度條件下的電纜終端泄漏電流測(cè)試方法：

采用如上系統(tǒng)進(jìn)行特殊環(huán)境溫度條件下的電纜終端泄漏電流實(shí)驗(yàn)方法，包括如下步驟：

1)電纜終端19通過(guò)有機(jī)玻璃蓋32進(jìn)入試驗(yàn)油杯15，絕緣油17完全浸沒(méi)絕緣傘裙18，接通低溫試驗(yàn)箱14和直流電源1，對(duì)試驗(yàn)油杯15進(jìn)行降溫或者升溫；

2)啟動(dòng)氣流調(diào)節(jié)系統(tǒng)4，使試驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)部對(duì)流速度加快，實(shí)現(xiàn)溫度的快速變化；

3)打開(kāi)溫度控制器2，設(shè)置所需要的高溫溫度和低溫溫度，以及高溫和低溫交替進(jìn)行的頻率和高溫持續(xù)時(shí)間、低溫持續(xù)時(shí)間；

4)對(duì)電纜終端19進(jìn)行高低溫交替處理后，接通試驗(yàn)變壓器7，對(duì)電纜終端19施加高壓激勵(lì)；

5)使用外設(shè)的泄漏電流測(cè)試儀6檢測(cè)在特殊環(huán)境溫度條件下，電纜終端19的泄漏電流。

采用本發(fā)明的方案，能夠?qū)崿F(xiàn)特殊運(yùn)行工況環(huán)境溫度車(chē)載電纜的高壓實(shí)驗(yàn)，測(cè)量車(chē)載電纜在特殊運(yùn)行工況環(huán)境溫度下的泄漏電流等參數(shù)，對(duì)電纜終端整體絕緣狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)外觀結(jié)構(gòu)及組成示意圖

圖2本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置中試驗(yàn)油杯的詳細(xì)結(jié)構(gòu)尺寸圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

圖1所示為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置外觀結(jié)構(gòu)及組成示意圖。由圖1可知一種車(chē)載電纜終端在特殊環(huán)境溫度下的泄漏電流測(cè)試系統(tǒng)與方法，能夠?qū)崿F(xiàn)特殊運(yùn)行工況溫度場(chǎng)下的電纜終端泄漏電流實(shí)驗(yàn)，其特征在于，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要有由低溫環(huán)境模擬系統(tǒng)，高溫環(huán)境模擬系統(tǒng)，溫度集成控制系統(tǒng)和泄漏電流測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)成，其中：

所述低溫環(huán)境模擬系統(tǒng)主要由溫度控制器2、九號(hào)傳感器33、十號(hào)傳感器34、十一號(hào)傳感器35、十二號(hào)傳感器36、換氣孔22、排氣管20、換氣泵5低溫試驗(yàn)箱14構(gòu)成，其中：溫度控制器2用于對(duì)電纜終端19降溫調(diào)控；九號(hào)傳感器33與十二號(hào)傳感器36安置在低溫試驗(yàn)箱14頂部，十號(hào)傳感器34與十一號(hào)傳感器35安置在低溫試驗(yàn)箱14底部，四個(gè)傳感器用以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)低溫試驗(yàn)箱14各個(gè)區(qū)域的環(huán)境溫度并將數(shù)據(jù)遞交溫度控制器2處理；換氣泵5通過(guò)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)空氣流動(dòng)的加速來(lái)加快溫度調(diào)節(jié)，達(dá)到對(duì)電纜終端19試驗(yàn)溫度的快速調(diào)節(jié)的目的；換氣孔22安置在低溫試驗(yàn)箱14頂部在換氣泵5開(kāi)啟時(shí)打開(kāi)以保障試驗(yàn)箱內(nèi)部空氣對(duì)流；

所述高溫環(huán)境模擬系統(tǒng)主要由試驗(yàn)油杯15、電纜終端19、絕緣油17、電阻絲16、一號(hào)傳感器24二號(hào)傳感器25、三號(hào)傳感器26、四號(hào)傳感器27、五號(hào)傳感器28、六號(hào)傳感器29、七號(hào)傳感器30、八號(hào)傳感器31、直流電源1、溫度控制器2組成，其中：電纜終端19包括電纜纜芯9、電纜主絕緣10、電纜護(hù)套11、屏蔽層12以及絕緣傘裙18，外部纜芯加裝防暈罩8用于消除試驗(yàn)過(guò)程中端部電暈放電對(duì)測(cè)量的干擾，電纜終端19通過(guò)有機(jī)玻璃蓋32浸入試驗(yàn)油杯15的絕緣油17中，使絕緣油17完全浸沒(méi)絕緣傘裙18；試驗(yàn)油杯15分為外壁和內(nèi)壁，內(nèi)壁即為絕緣導(dǎo)熱層23，電阻絲16布置在試驗(yàn)油杯15杯壁夾層中，有機(jī)玻璃蓋32與電纜之間作有效密封，試驗(yàn)油杯15通過(guò)支架21支撐在低溫試驗(yàn)箱14內(nèi)；電阻絲16用耐高溫絕緣膠帶封裝在試驗(yàn)油杯15夾層中，為試驗(yàn)油杯15加熱，電阻絲16穿過(guò)有機(jī)玻璃蓋32與直流電源1相連，溫度控制器2通過(guò)光纖接收傳感器數(shù)據(jù)，再與直流電源1相連，控制直流電源的開(kāi)斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)油杯15內(nèi)，即電纜終端外部環(huán)境中溫度的有效控制；

所述溫度集成控制系統(tǒng)包括：pc機(jī)3、溫度控制器2、一號(hào)傳感器24、二號(hào)傳感器25、三號(hào)傳感器26、四號(hào)傳感器27、五號(hào)傳感器28、六號(hào)傳感器29、七號(hào)傳感器30、八號(hào)傳感器31、九號(hào)傳感器33、十號(hào)傳感器34、十一號(hào)傳感器35、十二號(hào)傳感器36及其連接光纖、直流電源1、電阻絲16構(gòu)成，其中：直流電源1通過(guò)光纖分別與電阻絲16和溫度控制器2相連，通過(guò)溫度控制器2對(duì)直流電源1進(jìn)行調(diào)控，控制電阻絲16的加熱狀態(tài)，一號(hào)傳感器24、二號(hào)傳感器25、三號(hào)傳感器26、四號(hào)傳感器27、五號(hào)傳感器28、六號(hào)傳感器29、七號(hào)傳感器30、八號(hào)傳感器31間隔放置在絕緣油杯中，并分別用光纖與溫度控制器2相連。九號(hào)傳感器33與十二號(hào)傳感器36安置在低溫試驗(yàn)箱14內(nèi)頂部，十號(hào)傳感器34與十一號(hào)傳感器35安置在低溫試驗(yàn)箱14內(nèi)底部，并依次用光纖與溫度控制器2相連，pc機(jī)3與溫度控制器2相連，并根據(jù)各傳感器和溫度控制器2采集處理的數(shù)據(jù)對(duì)氣流調(diào)節(jié)系統(tǒng)4進(jìn)行控制；

所述泄漏電流測(cè)試系統(tǒng)主要由試驗(yàn)變壓器7，泄漏電流測(cè)試儀6構(gòu)成：其中試驗(yàn)變壓器7通過(guò)導(dǎo)線和防暈罩8相連，防暈罩8連接纜芯導(dǎo)體，而泄漏電流測(cè)試儀6通過(guò)接地線13與電纜屏蔽層12相連，進(jìn)而形成測(cè)試回路。試驗(yàn)時(shí)對(duì)電纜終端19施加電壓激勵(lì)，記錄各溫度下施加不同電壓激勵(lì)后的泄漏電流測(cè)試儀6的數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)對(duì)不同環(huán)境溫度變化條件下，電纜終端泄漏電流的測(cè)試。

一種特殊環(huán)境溫度條件下的電纜終端泄漏電流測(cè)試方法，包括如下步驟，1)接通低溫試驗(yàn)箱14和直流電源1，對(duì)試驗(yàn)油杯15進(jìn)行降溫或者升溫；

2)啟動(dòng)氣流調(diào)節(jié)系統(tǒng)4，使試驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)部對(duì)流速度加快，實(shí)現(xiàn)溫度的快速變化；

3)打開(kāi)溫度控制器2)，設(shè)置所需要的高溫溫度和低溫溫度，以及高溫和低溫交替進(jìn)行的頻率和高溫持續(xù)時(shí)間、低溫持續(xù)時(shí)間；

4)對(duì)電纜終端19進(jìn)行高低溫交替處理后，接通試驗(yàn)變壓器7，對(duì)電纜終端19施加高壓激勵(lì)；

5)使用外設(shè)的泄漏電流測(cè)試儀6檢測(cè)在特殊環(huán)境溫度條件下，電纜終端19的泄漏電流。

圖1為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖。從圖中可以看出一種車(chē)載電纜終端在特殊環(huán)境溫度下的泄漏電流測(cè)試系統(tǒng)包括低溫環(huán)境模擬系統(tǒng)，高溫環(huán)境模擬系統(tǒng)，溫度集成控制系統(tǒng)和泄漏電流測(cè)試系統(tǒng)。低溫環(huán)境模擬系統(tǒng)主要由溫度控制器2、九號(hào)傳感器33、十號(hào)傳感器34、十一號(hào)傳感器35、十二號(hào)傳感器36、換氣孔22、排氣管20、換氣泵5低溫試驗(yàn)箱14構(gòu)成；高溫環(huán)境模擬系統(tǒng)主要由試驗(yàn)油杯15、電纜終端19、絕緣油17、電阻絲16、一號(hào)傳感器24二號(hào)傳感器25、三號(hào)傳感器26、四號(hào)傳感器27、五號(hào)傳感器28、六號(hào)傳感器29、七號(hào)傳感器30、八號(hào)傳感器31、直流電源1、溫度控制器2構(gòu)成；溫度集成控制系統(tǒng)包括：pc機(jī)3、溫度控制器2、一號(hào)傳感器24、二號(hào)傳感器25、三號(hào)傳感器26、四號(hào)傳感器27、五號(hào)傳感器28、六號(hào)傳感器29、七號(hào)傳感器30、八號(hào)傳感器31、九號(hào)傳感器33、十號(hào)傳感器34、十一號(hào)傳感器35、十二號(hào)傳感器36及其連接光纖、直流電源1、電阻絲16構(gòu)成泄漏電流測(cè)試系統(tǒng)主要由試驗(yàn)變壓器7，泄漏電流測(cè)試儀6構(gòu)成。

圖2試驗(yàn)油杯15外部高度為600mm，下部支架21垂直高度200mm，試驗(yàn)油杯15為雙層，油杯內(nèi)層直徑為300mm，外層直徑為340mm，其中夾層20mm，電阻絲16寬度為10mm，有機(jī)玻璃蓋32厚度10mm，其中有機(jī)玻璃蓋32上開(kāi)口寬度為56mm。

還需要說(shuō)明的是，附圖1表達(dá)的方案中，部分導(dǎo)線的引出的表達(dá)采用了簡(jiǎn)化的表達(dá)，但這不應(yīng)影響閱讀者對(duì)實(shí)際連接方式的理解。顯而易見(jiàn)，在其它實(shí)驗(yàn)設(shè)備具有相當(dāng)精度的條件下，本發(fā)明方案實(shí)施中用于傳遞信號(hào)的導(dǎo)線可采用光纖替代。