[发明专利]一种运行工况下车载电缆终端频域介电谱实验系统与方法

权利要求书

1.一种运行工况下车载电缆终端频域介电谱实验系统，用于实现电缆终端样品在不同负载温度情况下的频域介电谱测试，其特征在于，由实验箱体、电源模块(38)、开关控制模块(37)、工作模式控制器(2)、气流控制装置、频域介电谱测试系统、温度调节系统(1)和置于实验箱体内的电缆终端试样体构成；电源模块(38)包括直流电源(7)、射频电源(6)、交流电源(8)；所述实验箱体由低温试验箱(9)和通过支架(12)立于低温试验箱内的实验加热箱(17)组成；交流电源(8)给低温实验箱(9)供电；实验加热箱(17)为杯状的夹壁结构，夹壁内设置有由直流电源(7)加热的电热丝(19)；在实验加热箱(17)用于盛装绝缘油(22)的杯体内设置有四只测量油温的油温传感器；温度调节系统(1)接受油温传感器的信号并发出指令，工作模式控制器(2)根据该指令控制开关控制模块(37)的连接，使得直流电源(7)给电热丝(19)供电，实现控制实验加热箱(17)内油温；

所述电缆终端试样体(21)为经过处理的电缆终端，在其内部电缆缆芯(31)中心钻出直径稍小的空心圆柱，将电磁加热棒(32)穿过空心圆柱中心，放置于电缆缆芯(31)中，并使用耐高温性能好的绝缘胶将电磁加热棒(32)固定在内壁上，并通过导线与射频电源(6)相连，使电磁加热棒(32)产热，实现模拟电缆在负载条件下运行温度的功能；

所述频域介电谱测试系统主要由PC机(44)和与外部高压源(42)连接的介电谱测试仪(43)构成；介电谱测试仪(43)通过导线与电缆缆芯(31)相连，同时介电谱测试仪(43)通过另一导线与电缆屏蔽层(28)相连，进而形成测试回路；试验时对电缆终端试样体(21)施加不同电压的扫频信号，记录不同温度条件下介电谱测试仪(43)的数据；

温度调节系统(1)、电源模块(38)和开关控制模块(37)来模拟电缆运行时电缆终端试样体(21)内部温度和频繁变化的外界温度；

低温试验箱(9)上端设置有进气阀(13)和换气口(16)，气泵(14)连接在换气口(16)和排气口(15)之间，气流控制装置采用进气阀(13)、气泵(14)、排气口(15)和换气口(16)配合使用，辅助实现实验系统内部高效快速冷却。

2.根据权利要求1所述的运行工况下车载电缆终端频域介电谱实验系统，其特征在于，电缆终端试样体(21)采用中间挖空方式，内圈为空心圆柱，主绝缘(30)外各层之间布置内部温度传感器(33)，内部温度传感器(33)通过信号传输线(36)把实时温度反馈给温度调节系统(1)；电缆缆芯(31)直径为20mm，空心圆柱直径为12mm，主绝缘(30)外直径为40mm，热缩管(40)外直径为56mm，且主绝缘(30)与热缩管(40)之间存在2mm间隙，用于敷设无线传导型内部温度传感器(33)，伞裙(24)外直径为148mm，空心圆柱中的电磁加热棒(32)外直径为10mm，高度为480mm，中间铁磁棒(41)直径为8mm。

3.采用权利要求1或2所述实验系统的一种运行工况下车载电缆终端频域介电谱实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)电缆终端试样体(21)通过实验加热箱上盖(39)进入实验加热箱(17)，绝缘油(22)完全浸没绝缘伞裙(24)，接通低温试验箱(9)、温度调节系统(1)和直流电源(7)，对实验加热箱(17)进行降温或者升温；

2)待温度稳定后，开启外部高压源(42)和介电谱测试仪(43)对车载电缆终端试样体(21)进行频域介电谱测试；

3)开启气泵(14)、进气阀(13)和排气口(15)，加快实验系统内部对流速度，配合改变试验温度；

4)利用温度调节系统(1)，设置测试温度及持续时间，改变试验温度；

5)待试验温度达到指定的测试温度并稳定后，再启动外部高压源(42)和介电谱测试仪(43)对电缆终端试样体(21)进行频域介电谱测试；

6)重复步骤4)和步骤5)，完成运行工况下车载电缆终端试样体(21)的频域介电谱实验测量，完成对车载电缆终端试样体(21)老化状态评估。