电缆直流电阻安全快速检测技术的研发和应用

发表时间:2020/7/20   来源:《中国电业》2020年2月第6期   作者:夏宁
[导读] 电缆直流电阻是导体导电能力的一项重要性能指标,也是质检部门对
        摘要:电缆直流电阻是导体导电能力的一项重要性能指标,也是质检部门对电缆产品质量检测中的重要检测项目。电缆在检测过程中,受到了试样制备、环境温度、检测操作等因素的影响。通过对以上影响因素的分析,本文就针对电缆直流电阻安全快速检测技术的研发和应用进行探讨和研究,以期实现电缆直流电阻安全、精准、快速的检测目标,并为电力检测行业提供参考借鉴。
        关键词:电缆检测  技术研发  安全快速
1 安全快速检测技术研发应用的背景及必要性
        1.1 选题背景
        电缆是用于传输电力、传输信息和实现电磁能量转换的一大类电工产品。社会的发展,持续推动着电缆的发展和产量的提高。在电力系统结构中,电缆质量的好坏对电力系统的运行有重要的影响。电缆检测主要有:结构尺寸检测、结构尺寸检测等3大项,其中电性能检测中的直流电阻检测对了解电缆的质量有着重要的意义。
        1.2 选题的必要性
        先进、实用、可靠的检测技术是实现电缆安全、精准、快速检测的重要基石。为了确保电缆直流电阻检测过程中的人员安全,提高检测的精准性、缩短检测时间提高检测效率,研发安全快速检测技术解决电缆直流电阻检测过程中存在的安全隐患、检测数据精准性、检测效率低下等问题是十分必要的。
2 电缆直流电阻检测存在的主要问题分析
        2.1 电缆试样制备对检测的影响,存在的安全隐患
        电缆试品需要靠人工制样,在剥除电缆表面绝缘层时容易损伤导体,特别是截面较小或多股绞合柔软的导体,一旦导体损伤,即会影响检测结果;表面绝缘层需人工利用刀具剥除,锋利的刀具容易划伤制样人员的手指,存在伤及人身安全的重大隐患。同时,剥除厚重的绝缘层需要大量的时间,很大程度上制约和影响后续检测工作的效率。
       
        2.2 环境温度对检测的影响,检测数据不稳定
        环境温度对电缆的电阻影响显著。GB/T39562008中规定了导体直流电阻测量的温度范围,当温度不能满足标准要求时,需要通过改变环境温度来达到检测要求。检测时,实验室的温度需要设置在(20±5)℃,电缆必须在环境温度下放置16h以上才可以进行导体直流电阻检测。在试品检测过程中,环境温度变化不应大于±1℃,如果温度在变化,导体电阻也会慢慢发生变化,导致检测结果难以稳定。
        2.3 检测操作对检测结果的影响,检测数据误差大、精确度不高
        检测试验通常包括:型式试验、例行试验、仲裁试验。不同试验的允许误差的规定不同。为了确保电缆质量,同时结合各种试验本身的特点,电缆抽样试验导体直流电阻允许测量误差参照型式试验规定执行。在检测过程中,检测人员操作应该迅速,否则容易造成以下影响:电缆导体直流电阻小于0.1Ω,特别是大规格型号的电缆,会应接触电势和热电势引起测量误差;细微导体测量时易造成导体升温,引起测量误差。
3 电缆直流电阻安全快速测量技术的研究
        3.1 简化试品制样环节,杜绝制样工序中的人身安全隐患
        电缆试样制备,通常都需制样员利用刀具剥除表面厚重的橡胶绝缘层,此工序十分危险,因为绝缘层很厚,使用刀具时需要十分用力,若出现切割失误,极易造成人身伤害事故。此工序又十分费时,完成一根3*400mm的电缆绝缘层剥除工序,至少需要耗时20-30分钟,面对日常大量的电缆检测需求,一项电缆绝缘层剥除工序往往占据了大量的工时,严重制约了整个检测进程,影响了检测效率。
        针对以上问题,结合电缆直流电阻检测的特点,以及对检测试品的具体要求,研发“外力嵌入式电极测量技术”,此技术通过试验电极直接接触电缆导体,自动控制试验电极加载力,通过计算模块得出检测结果。同时,配备电极加载过载保护装置,确保检测过程顺利平稳。


        “外力嵌入式电极测量技术”删减了人工剥除电缆表面橡胶绝缘层的工序,在彻底杜绝制样过程中人身安全隐患的同时,极大限度的缩减了制样工序耗费的工时,缩短了检测进程,提高了检测效率。
        3.2 降低温度对检测的影响,提高检测稳定性
        实验室在检测电缆导体直流电阻时,经常因为受到环境温度变化波动的影响,使检测数据不稳定,甚至失真。而标准对于导体电阻测量时外部环境的要求是非常严格的,实验室应将测量环境要求有效控制在±1℃范围内。GB/T3048.4—2007标准中规定,型式试验时温度应在 (15℃一25℃)范围内,空气湿度不大于85%RH。
        针对以上影响因素,应选择恒温恒湿实验室,试样在实验室放置时间不少于16h,以保证试样温度与试验环境温度达到平衡,尽量避免因环境温度变化造成的测量误差。
        在保证实验室对环境温湿度控制达标的基础上,研发“实测温度及电阻换算技术”,此技术通过对温度的实时测量,采集实时温度下的导体电阻值,并通过微电脑计算模块,将导体电阻转换成环境温度为20℃时的电阻值。
        “实测温度及电阻换算技术”的运用,能够最大限度地降低环境温度对导体直流电阻检测的影响,并从真正意义上实现检测数据的稳定。
        3.3 降低检测操作对检测结果的影响,提高检测数据精确度
        实验室在检测电缆直流电阻时,会因检测员实际操作的原因,直接影响检测数据的精确度。导体直流电阻所测数据出现不准确有以下原因引起的:1、线路连接过程中出现松散。2、电桥和各线路之间的连接异常,出现松动或损坏。3、电位电机端刀口和电桥上面的电流电极端线路松动或者损坏。4、在未经处理的松散导体上直接进行直流电阻测试。
        针对以上影响因素研发“人机界面和专用控制器变频控制技术”,此技术具有加载控制精度高、控制稳定,操作方便简单等特点。
        “人机界面和专用控制器变频控制技术”的运用,不仅能对电缆直流电阻检测操作进行规范有效的控制,还能使检测操作更加简便,更能使检测数据的精准性得到保障。
4 电缆直流电阻安全快速测量技术的应用
        根据电缆直流电阻检测标准、检测问题,结合安全快速测量技术,研发电缆直流电阻快速测量装置
        4.1 装置/系统结构和框架
        电缆直流电阻快速测量装置的外观结构主要由:机架、悬臂箱、左右刀座、左右电流极、托架和控制等部分组成。
        4.2 装置/系统功能和性能介绍
        电缆直流电阻快速测量装置(以下简称试验机)用于配合 QJ36B-1 数字电桥直流电阻测量,采用台达PLC、人机界面、油压控制系统,具有增压、减压、均压、保压,自动夹紧和自动松开的功能、自动检测上下切刀是否到位具有稳定可靠,测量重复性高,使用简单,装夹方便,安全快速检测等特点。
5 电缆直流电阻安全快速测量技术研究、应用的重要意义
        该装置能满足各种高级应用需求,投入应用后,检测单根电缆的时长从原来的30分钟缩短到5分钟,效率提高了500%,大幅度提升了检测中心的经济效益;免剥绝缘层,不仅大大缩减了制样环节的时间,更重要的是杜绝制样人员受伤的安全隐患;温控及转换运算功能,使检测实时控制环境温度,并实现检测数据更精准;同时该装置方便快捷安全的特点提高了电网检测的安全效益。
6 结语
   电线电缆直流电阻安全快速测量技术和装置,操作简单那、自动化程度高、可靠性好、适用性强,实现了电线电缆直流电阻安全、精准、快速的检测。创造了可观的经济效益,实现了测、控、显一体化。
参考文献:
1、[1]GB/T3956—2008《电缆的导体 》
2、[2]GB/T3048.1-2007《电线电缆电性能实验方法第 l部分 :总则》
3、GB/T3048.4-2007《电线电缆电性能实验方法第4部分:导体直流电阻试验 》
4、GB/ T3048,4-2007,电线电缆电性能试验方法第 4 部分:导体直流电阻试验
5、GB/T30484-2007.电线电缆电性能试验方法第 4 部分:导体直流电阻试验[S].北京:中国标准出版社,2007
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