[发明专利]一种直流水冷电缆使用状态检测装置及检测方法

说明书

本发明公开了一种直流水冷电缆使用状态检测装置及检测方法，通过线性霍尔元件感应直流水冷电缆外部磁场，采用多通道信号记录仪上记录的霍尔元件输出的的实时波形，通过对历史记录数据的对比分析，可以实时掌握每根水冷电缆、尤其是直流水冷电缆的使用状况，从水冷电缆投入使用到报废，可以查阅水冷电缆在整个使用过程中导电能力的历史纪录，通过对比曲线，可以清楚的掌握电缆的电流导通能力及电缆内部铜导线的腐蚀及断股状况，可以对直流水冷电缆的使用状况检测及维护，对电缆进行准确及时的维护和处理，可以极大的延长水冷电缆的使用寿命，而且这给直流水冷电缆的故障排查及维护提供了极大的便利。

技术领域

本发明具体涉及一种直流水冷电缆使用状态、导电能力衰减情况在线检测装置及检测方法，属大电流加热设备、大型冶炼炉上所使用的中空通水式水冷电缆技术领域。

背景技术

大型冶炼设备在使用过程中，各移动部件之间的连接多用软体导线，而真空自耗炉往往采用大电流（直流40KA）、低电压（30-45V）进行熔炼作业，电缆将产生大量的热量，所以这些软导线通常采用水冷电缆，要求电流通过水冷电缆时压降要在1V左右，温度不超过外套管允许温度80℃。水冷电缆内部软体导线采用多股细线绞合而成，以保证其柔软性能和足够的弯曲半径。

但是水冷电缆在使用过程中，由于其长期浸泡于水中，在导通大电流时，自身发热，并且随着设备部件之间的移动，水冷电缆不断的经历弯曲、舒展、弯曲的过程，而且在设备使用间隙，水系统停止以后，高处水冷电缆内部冷却水会自动回流至水箱，空气进入水冷电缆，使其长期处于水和空气交替的环境中，导致水冷电缆氧化、断股，进而影响水冷电缆的电流的导通能力及熔炼电压的稳定性，而且断股后的铜丝会导致水冷电缆的冷却水路不通畅，冷却水量不足，进一步恶化水冷电缆的使用。然而这是一个长期的过程，一般需要一到两年甚至更长的时间，直至自耗炉由于水冷电缆而发生故障，如电压、电流突变、不稳定，电流升不上去等故障时才会去排查水冷电缆，而且很难确定是那一根水冷电缆导电能力衰减。而由于水冷电缆较重，所以需要逐根对水冷电缆进行排查，检查内部情况，然后再装配，总体工作量很大，而且很耗时，这给电缆故障的排除带来很大的困难。同时，拆解后较难装配，而且拆装过程会对水冷电缆造成损伤，加剧软铜导线断股。

CN2017101560112公开了一种用于监测电渣炉水冷电缆的在线监测装置及监测方法，其包括电流检测部件、信号转换器、PLC子站输入通道、PLC可编程控制器和计算机，其中电流监测部件的输入端分别与每根水冷电缆相连，电流监测部件的输出端与相应的信号转换器的输入端相连，信号转换器的输出端均与PLC子站输入通道的输入端相连，PLC子站输入通道的输出端与PLC可编辑控制器的输入端相连，PLC可编程控制器对输入信号进行运算，并将运算结果传输至计算机上进行相应信息的记录及显示。不过该监测装置仅用于交流水冷电缆的检测，无法用于直流电缆的检测，具体原因是其采用的大电流检测传感器为罗氏线圈变送器，该检测元件是一种空心环形的线圈，可以直接套在被测量的导体上。导体中流过的交流电流会在导体周围产生一个交替变化的磁场，从而在线圈中感应出一个与电流变比成比例的交流电压信号。这个电压信号可以准确地再现被测量电流信号的波形，但是不能测量直流分量。也就是说该装置只能用于交流电流的测量，不能用于直流电流的测量。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种直流水冷电缆使用状态检测装置及检测方法，可以及时发现因并联而很难判断的导通电流不足的直流水冷电缆，并及时进行维护处理，提高所有水冷电缆的整体寿命。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案之一是：一种直流水冷电缆使用状态检测装置，其特征在于，该装置包括线性霍尔元件、电压信号隔离器、多通道信号记录仪、稳压电源，在每根待检测的水冷电缆外侧分别安装一个线性霍尔元件，由线性霍尔元件检测对应的水冷电缆外部磁场变化，稳压电源与线性霍尔元件连接，由一个稳压电源给多个线性霍尔元件同时供电，每个线性霍尔元件的信号输出端与一个电压信号隔离器的输入端连接，多个电压信号隔离器的输出端均与同一个多通道信号记录仪的信号输入端相连接。