Embodiments include a system, a control process, and a method for improving the reliability of a mineral insulated cable for use in the oil and gas industry. The embodiments may include: PWM with variable speed operation frequency optimization drive; the output is connected to the drive end and is designed to reduce the sine filter from the driving voltage of the PWM pulse wave reflected voltage spikes; connected to the filter of mineral insulated electric heater cable; and to receive the voltage, current and temperature feedback in order to create the driving voltage of the external controller set point operation. The embodiment of the will: (I) to reduce in the medium voltage level and insulated cables in the temperature range of 700 DEG C from 200 DEG C operation of mineral common fault mechanism; (II) to expand the range of applications of mineral insulated cable; and (III) to prevent the insulation material on the heater cable voltage spikes damage.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于提高矿物绝缘电缆的可靠性的系统和控制方法
技术介绍
本文中的实施例总体上涉及矿物绝缘电缆,并且更具体地涉及一种用于扩展中压矿物绝缘电缆在高温环境下的操作寿命和范围的方法。由于一个或两个成因,当在从大约200℃到大约700℃的温度范围内操作时,超过2000英尺长的矿物绝缘电缆趋于发生故障(除了制造或安装缺陷之外)。氧化镁是当今所使用的矿物绝缘电缆中最流行的电缆绝缘物质。文献很好地记载着氧化镁绝缘电缆的阻抗随着不断增加的温度而下降。通过欧姆定律,针对给定的操作电压,通过绝缘物质来自电缆导体的泄漏电流将与阻抗下降成比例地增加;这一随时间的推移增加的泄漏电流可导致电缆故障。为了实现在高温环境中的可靠操作,应用典型地基于大约为矿物绝缘电缆的额定电介质的2到3倍的安全系数来限制操作电压。这一降额电压限制应用长度或者需要更高代价的更厚绝缘电缆;其中的任一者影响应用的经济可行性,尤其是在石油工业井下加热器应用中。另一种典型的矿物绝缘电缆故障是当电缆暴露于超过电缆绝缘材料的额定电介质的过压情况下时的瞬时电压击穿故障。过压可以是由于外部原因,诸如从加热器电源到电缆的切换操作或照明脉冲传播。过压情况还可以是通过由变速驱动的PWM电压脉冲造成的反射电压波产生的,这与长馈送电缆的电机应用所共有。即使利用典型的驱动输出滤波器,反射电压波仍可达到为正常操作电压的好几倍的振幅,尤其是利用长度超过2000英尺的线缆,典型地在作为井下加热器的矿物绝缘电缆的石油工业应用中。因此,需要一种用于提高高温环境下的矿物绝缘电缆的可靠性和使用范围。
技术实现思路
本公开的一些实施例包括一种用于提高矿物绝缘电缆 ...
【技术保护点】
一种用于提高用于除电机应用之外的应用的矿物绝缘电缆的可靠性和应用范围的方法,所述方法包括:使用控制过程来优化矿物绝缘电缆的电源的操作频率设定;以及在所述电源的输出端上应用正弦波滤波器,其中,所述正弦波滤波器操作性地连接至矿物绝缘电加热器电缆,其中,所述方法被配置成减轻在从大约200℃到大约700℃的操作温度范围内在中压水平上进行操作的矿物绝缘电缆的故障机制;并且所述方法被配置成防止由于变速驱动的脉宽调制(PWM)电压脉冲引起的反射波电压尖峰对当被应用为矿物绝缘电加热器电缆的电源的矿物绝缘电加热器电缆的绝缘材料造成损害或故障。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.08 US 14/480,3021.一种用于提高用于除电机应用之外的应用的矿物绝缘电缆的可靠性和应用范围的方法,所述方法包括:使用控制过程来优化矿物绝缘电缆的电源的操作频率设定;以及在所述电源的输出端上应用正弦波滤波器,其中,所述正弦波滤波器操作性地连接至矿物绝缘电加热器电缆,其中,所述方法被配置成减轻在从大约200℃到大约700℃的操作温度范围内在中压水平上进行操作的矿物绝缘电缆的故障机制;并且所述方法被配置成防止由于变速驱动的脉宽调制(PWM)电压脉冲引起的反射波电压尖峰对当被应用为矿物绝缘电加热器电缆的电源的矿物绝缘电加热器电缆的绝缘材料造成损害或故障。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,用于优化所述操作频率的所述控制过程包括:选择具有为所述矿物绝缘电缆的期望应用所需的至少大约110%的连续额定电压和额定电流的脉宽调制变速驱动;针对V/f操作模式来配置所述变速驱动;配置所述变速驱动以便将所述电压从所述频率解耦,从而使得所述驱动可以根据独立于驱动输出频率的设定点/命令变量来输出电压;禁用不能应用于所述矿物绝缘电缆的所述期望应用的电机特征;针对经优化的固定载波频率来配置所述变速驱动;以最低水平针对固定操作频率来配置所述变速驱动,针对所述最低水平所述变速驱动可连续地传递全铭牌电压和安培;以及将所述变速驱动设定点/命令变量设定为所述矿物绝缘电缆为了传递期望的耗热率所需的驱动电压输出。3.如权利要求2所述的方法,其特征在于:所述固定操作频率为大约1.5Hz或者更低;所述期望的耗热率将所述矿物绝缘电缆暴露于从大约200℃到大约700℃的温度环境;并且取决于所述期望的耗热率以及所述电缆的物理特性,所述矿物绝缘电缆的所述操作电压为从大约1000伏到大约10,000伏。4.如权利要求1所述的方法,其中,应用所述正弦波滤波器包括:在所述电源的所述输出端上指定所述正弦波滤波器;针对所述电源的载波频率范围指定所述正弦波滤波器;以及针对所述电源的铭牌额定电压和额定安培来设置所述正弦波滤波器的大小。5.如权利要求1所述的方法,其中,所述加热器电缆为至少大约...
【专利技术属性】
技术研发人员:小李·约瑟夫·布儒瓦,
申请(专利权)人:小李·约瑟夫·布儒瓦,
类型:发明
国别省市:美国,US
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