一种温度梯度作用下海缆老化试验装置的制作方法

1.本实用新型涉及海缆试验装置领域，尤其涉及一种温度梯度作用下海缆老化试验装置。


背景技术：

2.交联聚乙烯电缆是电力系统中电能输送的核心电力设备。在实际运行过程中，交联聚乙烯电缆易受电应力、热应力、机械应力和环境因素等影响而逐渐劣化，使其交联聚乙烯绝缘电气性能、理化性能和机械性能逐渐下降，易导致交联聚乙烯绝缘失效。其中，在长期过载运行中，易引发海缆绝缘始终处在过热环境中，加速其绝缘热劣化和失效。因此，开展交联聚乙烯电缆绝缘热老化状态的有效评估，对保证电缆安全稳定运行具有重要意义。
3.经研究总结，现有电力电缆热老化试验研究主要存在以下不足和痛点：
4.热老化试验主要将电力电缆本体直接放置在热老化箱中开展加速热老化试验，电力电缆主绝缘交联聚乙烯的热劣化过程呈现对向发展，即电力电缆线芯发热且线芯的金属原子加速交联聚乙烯绝缘向外劣化、电力电缆外护套处发热加速交联聚乙烯绝缘向内劣化，进而使得电缆本体主绝缘劣化不均匀、微观界面增多等。上述现象在110kv以上电压等级交联聚乙烯电力电缆在实验室加速热老化过程中尤为显著。然而，实际运行电缆发热是从导体向外扩散呈现梯度分布。
5.目前研究主要针对陆地电缆开展加速热老化试验，虽有少数学者开展海缆热老化试验但并未考虑海底电缆的实际运行环境，即海水环境对热老化试验的影响。
6.因此，如何模拟海底电缆的实际运行环境，实现温度梯度作用下的模拟效果，将能很好的解决现有电缆热老化试验模拟系统存在的问题。


技术实现要素：

7.本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种温度梯度作用下海缆老化试验装置，以实现海底电缆模拟实际运行环境的老化试验为目的。为此，本实用新型采取以下技术方案。
8.一种温度梯度作用下海缆老化试验装置，包括用于容纳海水的内容器、用于进行水循环的外容器、用于连接试验电缆以实现工作状态下的电流模拟的大电流发生装置、用于支撑放置试验电缆的电缆支架、用于进行温度监测的温度传感器和用于温度调节的发热装置，所述的电缆支架设于内容器中用于支撑放置试验电缆，所述的内容器设于外容器中，所述的温度传感器和发热装置设置于外容器中，所述的内容器和外容器的横向两端面设有用于穿过试验电缆的芯线的内贯穿孔和外贯穿孔，所述的外容器设有进水口和出水口，所述的内容器和外容器之间密闭隔离。试验时，把试验电缆的两端剥除绝缘外层，只留芯线，然后把试验电缆保留绝缘外层的部分设置于内容器的电缆支架上，两端的芯线从两侧穿过内贯穿孔和外贯穿孔，密封后，再连接上大电流发生装置，内容器中盛放海水，全覆盖试验电缆，外容器通过进水口注入循环水，开启发热装置，通过温度传感器感知水温，并进行环
境水温调节，需降温时，采用水循环方式，使得外容器内部水温下降至所需温度，开启大电流发生装置进行模拟老化试验，本装置可方便地模拟海水环境下的不同水温环境模拟，可有效模拟海底电缆实际运行环境下从芯线中心向外的梯度温度作用下老化试验的热劣化情况，弥补传统的加速热老化试验引起的电力电缆主绝缘劣化不均匀的不足。
9.作为优选技术手段：所述的内容器的高度低于外容器5-20cm。使内容器全面浸没于外容器的水中，热量传导更加全面和均匀。
10.作为优选技术手段：所述的内容器为可打开的密闭容器。避免内外容器的水体混合，使热量传导更加均匀。
11.作为优选技术手段：所述的内容器包括内容器体和内上盖件，所述的内上盖件包括内顶板和相对设置的两个内侧上板，所述的内贯穿孔由内侧上板下端的弧形浅槽和内容器体上的弧形深槽组合而成圆形贯穿孔，内上盖件的内顶板上设有可打开的海水注入孔盖，试验时，试验电缆的芯线从上往下卡入内容器体的弧形深槽中，然后用内上盖件盖合，再用密封件密封内容器体和内上盖件的连接部位及芯线穿孔处，最后注入海水。可方便实现试验电缆的放入和密封。
12.作为优选技术手段：所述的外容器为包括外容器体和外上盖件的密闭式容器，所述的外上盖件包括外顶板和相对设置的两个外侧上板，所述的外贯穿孔由外侧上板下端的弧形浅槽和外容器体上的弧形深槽组合而成圆形贯穿孔，试验时，试验电缆的芯线从上往下卡入外容器体的弧形深槽中，然后用外上盖件盖合，再用密封件密封外容器体和外上盖件的连接部位及芯线穿孔处。可方便实现试验电缆的放入和密封。
13.有益效果：本装置可方便地模拟海水环境下的不同水温环境模拟，可有效模拟海底电缆实际运行环境下从芯线中心向外的梯度温度作用下老化试验的热劣化情况，弥补传统的加速热老化试验引起的电力电缆主绝缘劣化不均匀的不足。
附图说明
14.图1是本实用新型装置结构示意图。
15.图2是本实用新型中内容器结构示意图。
16.图3是本实用新型中外容器结构示意图。
17.图中：1、内容器；2、外容器；3、试验电缆；4、芯线；5、电缆支架；6、大电流发生装置；7、进水口；8、出水口；101、内容器体；102、内上盖件；103、海水注入孔盖；104、内贯穿孔；201、外容器体；202、外上盖件；203、外贯穿孔。
具体实施方式
18.以下结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。
19.如图1所示，一种温度梯度作用下海缆老化试验装置，包括用于容纳海水的内容器1、用于进行水循环的外容器2、用于连接试验电缆3以实现工作状态下的电流模拟的大电流发生装置6、用于支撑放置试验电缆3的电缆支架5、用于进行温度监测的温度传感器和用于温度调节的发热装置，电缆支架5设于内容器1中用于支撑放置试验电缆3，内容器1设于外容器2中，温度传感器和发热装置设置于外容器2中，内容器1和外容器2的横向两端面设有用于穿过试验电缆3的芯线4的内贯穿孔104和外贯穿孔203，外容器2设有进水口7和出水口
8，内容器1和外容器2之间密闭隔离。
20.为了热量传导全面和均匀，内容器1的高度低于外容器25-20cm。使内容器1全面浸没于外容器2的水中，热量传导全面和均匀。
21.为了使热量传导更加均匀，内容器1为可打开的密闭容器。避免内外容器2的水体混合，使热量传导更加均匀。
22.为了方便试验电缆3的放入内容器1和密封，如图2所示，内容器1包括内容器体101和内上盖件102，内上盖件102包括内顶板和相对设置的两个内侧上板，内贯穿孔104由内侧上板下端的弧形浅槽和内容器体101上的弧形深槽组合而成圆形贯穿孔，内上盖件102的内顶板上设有可打开的海水注入孔盖103，试验时，试验电缆3的芯线4从上往下卡入内容器体101的弧形深槽中，然后用内上盖件102盖合，再用密封件密封内容器体101和内上盖件102的连接部位及芯线4穿孔处，最后注入海水。可方便实现试验电缆3的放入和密封。
23.为了方便试验电缆3的放入外容器2和密封，如图3所示，外容器2为包括外容器体201和外上盖件202的密闭式容器，外上盖件202包括外顶板和相对设置的两个外侧上板，外贯穿孔203由外侧上板下端的弧形浅槽和外容器体201上的弧形深槽组合而成圆形贯穿孔，试验时，试验电缆3的芯线4从上往下卡入外容器体201的弧形深槽中，然后用外上盖件202盖合，再用密封件密封外容器体201和外上盖件202的连接部位及芯线4穿孔处。可方便实现试验电缆3的放入和密封。
24.试验时，把试验电缆3的两端剥除绝缘外层，只留芯线4，然后把试验电缆3保留绝缘外层的部分设置于内容器1的电缆支架5上，两端的芯线4从两侧穿过内贯穿孔104和外贯穿孔203，密封后，再连接上大电流发生装置6，内容器1中盛放海水，全覆盖试验电缆3，外容器2通过进水口7注入循环水，开启发热装置，通过温度传感器感知水温，并进行环境水温调节，需降温时，采用水循环方式，使得外容器2内部水温下降至所需温度并传导到内容器1，通过大电流发生装置6的电流作用，试验电缆3从芯线4中心向外的发热温度梯度作用下，能有效实现模拟环境的老化劣化试验，模拟精确度高，本装置可有效模拟海底电缆实际运行环境下从芯线中心向外的梯度温度作用下老化试验的热劣化情况，弥补传统的加速热老化试验引起的电力电缆主绝缘劣化不均匀的不足。
25.本实例中，通过发热装置和循环水的调节，模拟的温度梯度范围为-5～30℃。
26.以上图1-3所示的一种温度梯度作用下海缆老化试验装置是本实用新型的具体实施例，已经体现出本实用新型的实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本实用新型的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。