一种用于测量电缆导体的交流电阻的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于测量电缆导体的交流电阻的装置及方法，包括：待测电缆导体和电流源组成的测量回路，电流互感器、电压采集卡、电流采集卡和计算模块；在测量时，电流源给所述测试回路施加预设阈值的电流；电压采集卡根据同步触发信号采集测试回路中的电压信号，以获取测试回路中的电压值；电流采集卡根据所述同步触发信号采集电流互感器输出的电流信号，以获取电流互感器输出的电流值；最后，根据所述电流信号和电压信号计算相位差，并根据所述相位差、电压值、电流值和待测电缆导体的长度计算所述待测电缆导体的交流电阻。本发明专利技术具有测量精度高，测量稳定性和重复性好，测量方法简单，安装方便的优点，适用于整根电缆导体的交流电阻的测量。

A Device and Method for Measuring AC Resistance of Cable Conductor

【技术实现步骤摘要】
一种用于测量电缆导体的交流电阻的装置及方法
本专利技术涉及电缆的电阻测量
，并且更具体地，涉及一种用于测量电缆导体的交流电阻的装置及方法。
技术介绍
采用直流电缆传输电能时，电流沿电缆导体截面的分布是均匀的，而在交流情况下电流沿导体截面的分布则发生了变化，在靠近导体表面处电流密度增大，而越接近导体中心的电流密度则越小，这一交变电流集中于导体表面的现象被称为集肤效应。近几年来大截面电缆在电网装置中使用率越来越高，而电缆在通过交流电时产生的集肤效应会随导体截面的增大变得更加严重，导致电缆导体的交流电阻远远大于直流电阻，不仅降低电缆的载流能力，还会产生更大的线路损耗。因此需要合理优化导体结构和生产工艺来降低导体的交流电阻。为了有效评价电缆导体的交流电阻，准确测量交流电阻非常关键。根据国际大电网CIGRE工作组的工作报告，建议大截面的电缆导体不仅要考核直流电阻，还应考核交流电阻。目前，国内外已有一些单位在实验室研制出导体交流电阻的测试装置，而针对整盘电缆的导体交流电阻测试方法和装置国内外都还处于空白，并且国内用户单位和电缆制造单位越来越关注大截面电缆导体的交流电阻控制水平。因此，现在迫切需求一种能准确测量电缆导体交流电阻的方法和装置。
技术实现思路
本专利技术提出一种用于测量电缆导体的交流电阻的装置及法，以解决如何准确地、高效地测量电缆导体的交流电阻的问题。为了解决上述问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于测量电缆导体的交流电阻的装置，其特征在于，所述装置包括：待测电缆导体，两端均通过连接电缆和连接夹具分别与电流源连接以组成测试回路，并且两端均安装有电压测量端子；其中，所述待测电缆导体的一端的电压测量端子与电压采集卡通过屏蔽线相连接，所述待测电缆导体的另一端的电压测量端子与该端的电缆金属套通过连接电缆相连接；电流源，用于给所述测试回路施加预设阈值的电流；电流互感器，安装于所述待测电缆导体的一端，用于将所述测试回路中的大电流转换为小电流；电压采集卡，分别与所述待测电缆导体的一端的电压测量端子及该端的电缆金属套通过连接线缆相连接，用于根据同步触发信号采集所述测试回路中的电压信号，以获取测试回路中的电压值；电流采集卡，与所述电流互感器通过屏蔽线相连接，用于根据所述同步触发信号采集所述电流互感器输出的电流信号，以获取电流互感器输出的电流值；计算模块，用于根据所述电流信号和电压信号计算相位差，并根据所述相位差、电压值、电流值和所述待测电缆导体的长度计算所述待测电缆导体的交流电阻。优选地，其中所述装置还包括：热电阻和温度采集卡，所述热电阻，紧贴于所述待测电缆导体的一端的电缆导体表面，并与所述温度采集卡通过屏蔽线相连接；所述热电阻的电阻测量范围为[-10℃，200℃]，采用四线制接线方式，测量精度为0.1℃；所述温度采集卡，利用所述热电阻根据所述同步触发信号采集所述待测电缆导体的一端的电缆导体表面的温度。优选地，其中所述屏蔽线为带金属屏蔽的电线，截面为0.5mm2，可耐高温为120℃；其中，当用于测量电压和电流信号时，所述屏蔽线为双芯线；当用于测量温度信号时，所述屏蔽线为四芯线。优选地，其中所述装置还包括：长度确定模块，用于采用低压脉冲反射法测量所述待测电缆导体的长度。优选地，其中所述计算模块，根据所述相位差、电压值、电流值和所述待测电缆导体的长度计算所述待测电缆导体的交流电阻，包括：其中，RAC为待测电缆导体的交流电阻；θ为相位差；U为得到的所述测试回路中的电压值；I为所述电流互感器输出的电流值；L1为所述待测电缆导体的总体长度减去两端的电压测量端子至电缆端头的距离。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种上述的测量电缆导体的交流电阻的装置测量电缆导体的交流电阻的方法，其特征在于，所述方法包括：电流源给测试回路施加预设阈值的电流；其中，所述待测电缆导体的两端均通过连接电缆和连接夹具分别与电流源连接以组成测试回路；电压采集卡根据同步触发信号采集测试回路中的电压信号，以获取测试回路中的电压值；电流采集卡根据所述同步触发信号采集电流互感器输出的电流信号，以获取电流互感器输出的电流值；根据所述电流信号和电压信号计算相位差，并根据所述相位差、电压值、电流值和待测电缆导体的长度计算所述待测电缆导体的交流电阻。优选地，其中所述方法还包括：温度采集卡利用热电阻根据所述同步触发信号采集所述待测电缆导体的一端的电缆导体表面的温度。优选地，其中所述方法还包括：采用低压脉冲反射法测量所述待测电缆导体的长度。优选地，其中所述根据所述相位差、电压值、电流值和所述待测电缆导体的长度计算所述待测电缆导体的交流电阻，包括：其中，RAC为待测电缆导体的交流电阻；θ为相位差；U为得到的所述测试回路中的电压值；I为所述电流互感器输出的电流值；L1为所述待测电缆导体的总体长度减去两端的电压测量端子至电缆端头的距离。本专利技术提供了一种用于测量电缆导体的交流电阻的装置及方法，测量装置包括：待测电缆导体和电流源组成的测量回路，电流互感器、电压采集卡、电流采集卡和计算模块；在测量时，电流源给所述测试回路施加预设阈值的电流；电压采集卡根据同步触发信号采集测试回路中的电压信号，以获取测试回路中的电压值；电流采集卡根据所述同步触发信号采集电流互感器输出的电流信号，以获取电流互感器输出的电流值；最后，根据所述电流信号和电压信号计算相位差，并根据所述相位差、电压值、电流值和待测电缆导体的长度计算所述待测电缆导体的交流电阻。本专利技术用于测量电缆导体的交流电阻的装置及方法具有测量精度高，测量稳定性和重复性好，测量方法简单，安装方便的优点，适用于整根电缆导体的交流电阻的测量，能够应用在电缆产品的出厂检验和到货验收等场合，对电缆产品的质量管控具有重要意义。附图说明通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：图1为根据本专利技术实施方式的用于测量电缆导体的交流电阻的装置100的结构示意图；图2为根据本专利技术实施方式的测量整盘电缆导体的交流电阻的示意图；图3为根据本专利技术实施方式的电缆导体的两端的处理示意图；以及图4为根据本专利技术实施方式的用于测量电缆导体的交流电阻的方法400的流程图。具体实施方式现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。图1为根据本专利技术实施方式的用于测量电缆导体的交流电阻的装置100的结构示意图。如图1所示，本专利技术的实施方式提供的用于测量电缆导体的交流电阻的装置100具有测量精度高，测量稳定性和重复性好，测量方法简单，安装方便的优点，适用于整根电缆导体的交流电阻的测量，能够应用在电缆产品的出厂检验和到货验收等场合，对电缆产品的质量管控具有重要意义。本专利技术的实施方式提供的用于测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测量电缆导体的交流电阻的装置，其特征在于，所述装置包括：待测电缆导体，两端均通过连接电缆和连接夹具分别与电流源连接以组成测试回路，并且两端均安装有电压测量端子；其中，所述待测电缆导体的一端的电压测量端子与电压采集卡通过屏蔽线相连接，所述待测电缆导体的另一端的电压测量端子与该端的电缆金属套通过连接电缆相连接；电流源，用于给所述测试回路施加预设阈值的电流；电流互感器，安装于所述待测电缆导体的一端，用于将所述测试回路中的大电流转换为小电流；电压采集卡，分别与所述待测电缆导体的一端的电压测量端子及该端的电缆金属套通过连接线缆相连接，用于根据同步触发信号采集所述测试回路中的电压信号，以获取测试回路中的电压值；电流采集卡，与所述电流互感器通过屏蔽线相连接，用于根据所述同步触发信号采集所述电流互感器输出的电流信号，以获取电流互感器输出的电流值；计算模块，用于根据所述电流信号和电压信号计算相位差，并根据所述相位差、电压值、电流值和所述待测电缆导体的长度计算所述待测电缆导体的交流电阻。

【技术特征摘要】
1.一种用于测量电缆导体的交流电阻的装置，其特征在于，所述装置包括：待测电缆导体，两端均通过连接电缆和连接夹具分别与电流源连接以组成测试回路，并且两端均安装有电压测量端子；其中，所述待测电缆导体的一端的电压测量端子与电压采集卡通过屏蔽线相连接，所述待测电缆导体的另一端的电压测量端子与该端的电缆金属套通过连接电缆相连接；电流源，用于给所述测试回路施加预设阈值的电流；电流互感器，安装于所述待测电缆导体的一端，用于将所述测试回路中的大电流转换为小电流；电压采集卡，分别与所述待测电缆导体的一端的电压测量端子及该端的电缆金属套通过连接线缆相连接，用于根据同步触发信号采集所述测试回路中的电压信号，以获取测试回路中的电压值；电流采集卡，与所述电流互感器通过屏蔽线相连接，用于根据所述同步触发信号采集所述电流互感器输出的电流信号，以获取电流互感器输出的电流值；计算模块，用于根据所述电流信号和电压信号计算相位差，并根据所述相位差、电压值、电流值和所述待测电缆导体的长度计算所述待测电缆导体的交流电阻。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：热电阻和温度采集卡，所述热电阻，紧贴于所述待测电缆导体的一端的电缆导体表面，并与所述温度采集卡通过屏蔽线相连接；所述热电阻的电阻测量范围为[-10℃，200℃]，采用四线制接线方式，测量精度为0.1℃；所述温度采集卡，利用所述热电阻根据所述同步触发信号采集所述待测电缆导体的一端的电缆导体表面的温度。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述屏蔽线为带金属屏蔽的电线，截面为0.5mm2，可耐高温为120℃；其中，当用于测量电压和电流信号时，所述屏蔽线为双芯线；当用于测量温度信号时，所述屏蔽线为四芯线。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓显波，欧阳本红，李文杰，王浩鸣，刘松华，王昱力，孟峥峥，赵鹏，李利红，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国网天津市电力公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11