一种用于模拟电力电缆火灾的实验平台和方法技术

本发明专利技术涉及电力传输技术领域，公开了一种用于模拟电力电缆火灾的实验平台和方法，以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；本平台包括主电路和对主电路进行测量的测量器件；主电路包括与试验电源相连的变压器、与变压器相连的调压器、与调压器相连的电力电缆、与电力电缆相连的模拟电力电缆接头、用于容置电力电缆和模拟电力电缆接头的绝缘电缆沟；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电力电缆的连接接口；设置在变压器和电力电缆之间、用于保证断电状态下电缆沟内线路段都处于零电位的断路器。

An experimental platform and method for simulating the fire of power cable

The invention relates to the technical field of power transmission, an experimental platform and method for simulation of power cable fire is disclosed, to reproduce the power cable fire process, in-depth study of power cable fire characteristics, summarizes key elements influencing power cable channel fire safety and contact; the platform including the main circuit and the measuring device to measure the main circuit the main circuit includes power supply test; and is connected with the transformer transformer, voltage regulator, voltage regulator is connected with the power cable and power cable connected to the analog power cable connector for holding the power cable and power cable joint insulation analog cable channel; simulation of power cable joint is used for simulation of power cable aging the phenomenon of the equivalent resistance and the connection interface for power cable; arranged between transformer and power cable A circuit breaker with zero potential in the line section of the cable trench is guaranteed under the state of power failure.

【技术实现步骤摘要】
一种用于模拟电力电缆火灾的实验平台和方法
本专利技术涉及电力传输
，尤其涉及一种用于模拟电力电缆火灾的实验平台和方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术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，本专利技术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。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供一种用于模拟电力电缆火灾的实验平台和方法，通过设有变压器、调压器、电流表、断路器、电缆沟、电力电缆、模拟电力电缆接头、气体传感器、温度传感器以及监测记录仪，然后对该电力电缆火灾实验平台通以大电流直至发生燃烧现象，可模拟实际情况中的电压起火；且通过模拟电力电缆接头进一步模拟实际情况中因电力电缆老化起火；将电力电缆分段设置可进一步验证不同型号的电力电缆的火灾承受能力；能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，为防治电力电缆火灾防治提供理论基础和依据，提升电力电缆安全运行水平，避免电力电缆火灾重大事故发生，进一步确保供电的可靠性。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例电力电缆火灾实验平台结构示意图；图2是本专利技术优选实施例的模拟电力电缆接头的结构示意图。附图标记：1、变压器；2、调压器；3、电流表；4、限流电阻；5、断路器；6、电缆沟；7、电力电缆；8、模拟电力电缆接头；8-1、连接接口；8-2、等效电阻；8-3、绝缘层；9、气体传感器；10、温度传感器；11、监测记录仪。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。实施例1参见图1，本实施例提供一种用于模拟电力电缆火灾的实验平台，包括：主电路和对主电路进行测量的测量器件；其中，主电路包括与试验电源相连的变压器1、与变压器1相连的调压器2、与调压器2相连的电力电缆7、与电力电缆7相连的模拟电力电缆接头8、用于容置电力电缆7和模拟电力电缆接头8的绝缘电缆沟6；模拟电力电缆接头8设有用于模拟电力电缆7老化现象的等效电阻8-2和用于连接电力电缆的连接接口8-1；设置在变压器1和电力电缆7之间、用于保证断电状态下电缆沟6内线路段都处于零电位的断路器5；变压器1、调压器2、电力电缆7、等效电阻8-2及断路器5串联在主电路中。具体地，将变压器1与380V试验电源相连，用于给电力电缆7提供运行电压和大电流，使该模拟平台的电力电缆7起火原因更接近于实际电力电缆发生火灾的原因。需要说明的是，在实际情况中，电力电缆发生火灾主要包括电力电缆7起火和电力电缆之间的接头(本专利技术指模拟电力电缆接头8)起火两种情况，如无特别说明或语义限定，本专利技术所指起火统指这两种起火。可选地，调压器2采用自耦式调压器2，用于调节变压器1的输出电压从而调节电力电缆7的运行电流；电缆沟6用于模拟电力电缆7实际运行环境，需要说明的是，由于电力电缆7在实际情况中多用于隧道等相对封闭和幽暗的环境，优选地，本实施例采用耐火钻从地面挖取1m*1m的空间以模拟隧道的相对封闭和幽暗的环境，但本专利技术并不仅限与此，在能达到同样目的的情况下，可以适当调整挖取的空间大小。优选地，在本实施例中，断路器5连接在电流表3和电力电缆之间，可随时切断电路使电缆沟6内线路段都处于零电位，保证整个实验过程的安全性。作为可替代的方案，断路器5还可以设在能达到同样目的的电路中的其他位置。温度传感器10安装在电力电缆7上，用于对电力电缆7的温度进行实时监测获得温度数据；优选地，本实施例使用光纤光栅温度传感器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于模拟电力电缆火灾的实验平台，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一种用于模拟电力电缆火灾的实验平台，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的用于模拟电力电缆火灾的实验平台，其特征在于，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。3.根据权利要求1所述的用于模拟电力电缆火灾的实验平台，其特征在于，所述电力电缆包括至少两段电力电缆。4.根据权利要求1所述的用于模拟电力电缆火灾的实验平台，其特征在于，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆佳政，吴传平，周特军，梁平，
申请(专利权)人：国网湖南省电力公司，国网湖南省电力公司防灾减灾中心，湖南省湘电试研技术有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43