[发明专利]一种用于模拟电力电缆火灾的实验平台和方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力传输技术领域，尤其涉及一种用于模拟电力电缆火灾的实验平台和方法。

背景技术

近年来，电力电缆广泛应用于发电、输电、配电各个环节，随着投运年限的增加以及电力电缆通道的环境相对封闭难以巡检，电力电缆火灾频发且后果严重。在实际情况中，因绝缘老化、过载、接触不良、外力破坏等问题导致的电力电缆火灾占变电设备火灾的70～80％，70％以上的电力电缆火灾造成的损失非常严重，社会负面影响极大，严重影响了电力系统的运行安全和人民生命财产安全。所以，电力电缆火灾的防治具有重要的工程应用价值。而对于电力电缆火灾防治，要求掌握电力电缆火灾的发生过程，从而为电力电缆火灾早期预警和防治提供基础。因此，非常有必要建立电力电缆火灾模拟试验平台，以研究电力电缆火灾的起因及演化机理。而现有电力电缆火灾试验研究装置基于人为用火源引燃电力电缆，与实际运行中的电力电缆因电气原因起火存在显著差异，与电力电缆火灾实际起火过程相差甚远，不能真实地反映电力电缆的起火过程；此外，现有电力电缆火灾试验装置未带电压，无法反映电力电缆因电气而致着火的情况，从而无法为高电压电力电缆火灾早期预警和防治提供有效的信息。

因此，现需提供一种可再现电力电缆火灾过程，深入研究电力电缆火灾特性，总结影响电力电缆通道防火安全的关键因素及其联系的电力电缆火灾实验方法和系统。

发明内容

本发明目的在于提供一种电力电缆火灾实验方法和系统，该方法和系统可再现电力电缆火灾过程，深入研究电力电缆火灾特性，总结影响电力电缆通道防火安全的关键因素。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于模拟电力电缆火灾的实验平台，包括：

主电路和对所述主电路进行测量的测量器件；

其中，所述主电路包括与试验电源相连的变压器、与所述变压器相连的调压器、与所述调压器相连的电力电缆、与所述电力电缆相连的模拟电力电缆接头、用于容置所述电力电缆和模拟电力电缆接头的绝缘电缆沟；

所述模拟电力电缆接头设有用于模拟电力电缆老化现象的等效电阻和用于连接所述电力电缆的连接接口；

设置在所述变压器和所述电力电缆之间、用于保证断电状态下所述电缆沟内线路段都处于零电位的断路器；

所述变压器、所述调压器、所述电力电缆、所述等效电阻及所述断路器串联在所述主电路中。

优选地，所述等效电阻外层设有用于模拟因电阻发热而着火的绝缘层，所述绝缘层还用于防止漏电。

优选地，所述电力电缆包括至少两段电力电缆。

优选地，所述测量器件包括电流表、温度传感器以及气体传感器；

其中，所述电流表串联在所述主电路中用于实时测量电路中的电流数据，所述温度传感器安装在所述电力电缆上用于实时测量所述电力电缆的温度数据，所述气体传感器安装在所述电缆沟的内壁上用于实时测量所述电缆沟中的气体成分数据。

优选地，所述测量器件还包括监测记录仪，所述监测记录仪分别与所述电流表、所述温度传感器以及所述气体传感器相连。

优选地，所述主电路还包括串联在所述主电路中用于限流的限流电阻。

为实现上述目的，本发明提供一种应用于上述平台的实验方法，具体包括以下步骤：

(1)按照上述连接关系搭建主电路，在所述断路器断开状态下，确定所述电力电缆和所述等效电阻的阻值，然后接通断路器并开启试验电源，让所述主电路正常工作；

(2)通过所述调压器调节所述变压器的输出电压，控制所述电力电缆在一定电流值下运行；

(3)通过所述测量器件记录所述主电路中的各测量数据；

(4)若所述电力电缆无着火现象，通过所述调压器继续调节所述变压器的输出电压，使所述电力电缆运行的电流值以一定步长增长；

(5)重复步骤(3)和(4)直至所述电力电缆着火；

(6)对所述各测量数据进行分析，以得出影响所述电力电缆着火的因素及其联系。

优选地，相邻电力电缆通过所述模拟电力电缆接头连接。

优选地，所述测量数据包括电流数据、温度数据以及气体成分数据。

本发明具有以下有益效果：