[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

说明书

本发明公开了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，由实验箱体、置于实验箱体内的电缆终端试样体和绝缘状态检测单元、电缆终端试样体、频域介电谱测试系统和温度调节系统1构成。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，将电阻加热棒32穿过空心圆柱中心并通过导线与射频电源6相连。实现模拟电缆在负载条件下运行温度的功能。用本发明的方案，克服了现在人工气候室模拟电缆的运行环境耗费高、体积大给研究该环境下的电缆介电谱实验造成的障碍，满足研究需要，提供了一种在运行工况下简单易行的车载电缆终端频域介电谱实验系统与方法。

技术领域

本发明属于车载电缆绝缘状态检测领域，具体涉及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，能够实现车载电缆终端在带负载时，温度频繁变换工况下的频域介电谱测试。

背景技术

车载电缆作为机车运行过程中的主要输能设备，其良好的运行状态是保证机车安全运行的关键。电力机车和动车组在我国西北地区运行时，电缆终端的工作环境相当恶劣，在长期受到高低温交替等多种因素的影响后，会加速电缆终端绝缘状态的下降趋势，易引发电缆终端绝缘故障，其中介电谱实验可以有效的反映电缆的绝缘状态，因此，开展研究温度频繁变换条件下的车载电缆终端介电谱实验及方法，对实际工况中电缆终端绝缘状态的诊断与评估具有重要的理论价值和现实意义。

目前针对电缆进行介电谱实验主要在实验室进行并没有较好的对电缆的内部温度及外部温度进行还原，其中针对我国西北地区温度频繁变换条件下的特殊工况研究甚少，虽然现在人工气候室可以模拟电缆的运行环境状况，但其耗费高、体积大等特点导致其并不能普遍推广使用，从而给研究该环境下的电缆介电谱实验造成障碍，因此需要研究一种在运行工况下简单易行的车载电缆终端频域介电谱实验系统与方法。

发明内容

鉴于现有技术的以上不足，为了能够模拟车载电缆终端在带负载时运行时，环境温度频繁变化的工况，本发明提供了一种运行工况下车载电缆终端频域介电谱实验系统：

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。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。