一种超导电缆拉伸性能的测试方法技术

一种超导电缆拉伸性能的测试方法，其中包括以下步骤：步骤1，分别将测试样带置于常温和液氮环境中，并基于多个施加负载获得对应于所述多个施加负载的悬垂线初始位置和悬垂线负载位置；步骤2，基于所述测试样带分别在常温和液氮环境中的悬垂线初始位置，计算测试样带的收缩率；步骤3，基于所述多个施加负载和所述对应于所述多个施加负载的悬垂线初始位置和悬垂线负载位置，模拟出测试样带的应力应变曲线；步骤4，基于所述测试样带的应力应变曲线计算杨氏模量，并基于所述收缩率和杨氏模量评价测试样带的拉伸性能。本发明专利技术方法简单、仪器使用简便、成本低、测试准确。成本低、测试准确。成本低、测试准确。

【技术实现步骤摘要】
一种超导电缆拉伸性能的测试方法


[0001]本专利技术涉及超导输电领域，更具体地，涉及一种超导电缆拉伸性能的测试方法。

技术介绍

[0002]目前，超导技术在电力系统中的应用越来越多。与电力电缆相比，超导电缆具有很大的优越性，例如：输电能力较强，成本节约、占用空间小、线路阻抗极低、输电损耗小、抗磁干扰能力强；允许采用相对较低的电压进行长距离输电，也可以地下输电从而避免超高压高空输电所带来的噪声、电磁污染和安全隐患，保护生态环境。
[0003]现有技术中，为了考虑到超导电缆在不同条件下敷设要求的不同，能够给超导电缆敷设工程设计出参数余量，同时能够为敷设工程提供标准和参考，需要对超导电缆及其衬芯的拉伸性能进行了解，并通过测试获取其机械拉伸性能的相关参数。
技术介绍
1：NbTi、Nb3Sn超导线拉伸性能研究，戴超等，低温物理学报，第36卷第6期，2014年12月。
技术介绍
中公开了对超导线热处理前后的拉伸测试以及拉伸曲线。然而，现有技术中的测试方法结构复杂、测量精度低、成本高。
[0004]因此，亟需一种新的超导电缆拉伸性能的测试方法。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种超导电缆拉伸性能的测试方法，通过在卧式试验台上放置两根悬垂线，并基于应力的改变测量悬垂线的位移从而获得测试样带的收缩率和杨氏模量，使得测试结果准确、测试方法简便。
[0006]本专利技术采用如下的技术方案。一种超导电缆拉伸性能的测试方法，其中包括以下步骤：步骤1，分别将测试样带置于常温和液氮环境中，并基于多个施加负载获得对应于多个施加负载的悬垂线初始位置和悬垂线负载位置；步骤2，基于测试样带分别在常温和液氮环境中的悬垂线初始位置，计算测试样带的收缩率；步骤3，基于多个施加负载和所述对应于多个施加负载的悬垂线初始位置和悬垂线负载位置，模拟出测试样带的应力应变曲线；步骤4，基于测试样带的应力应变曲线计算杨氏模量，并基于收缩率和杨氏模量评价测试样带的拉伸性能。
[0007]优选地，步骤1.1，将测试样带置于测试架中并绑定，施加初始压力以使得测试样带处于绷直状态，并测量悬垂线的初始位置；步骤1.2，通过试验架向测试样带施加逐步递增的负载，并测量对应于逐步递增的负载时的悬垂线负载位置；步骤1.3，通过试验架向测试样带逐步卸掉负载，并测量对应于逐步减小的负载时的悬垂线负载位置；步骤1.4，向测试架中灌入液氮，并保持初始压力不变，待测试样带完全冷却后，测量悬垂线的液氮初始位置；步骤1.5，重复步骤2和步骤3，测量测试样带在液氮环境中的悬垂线负载位置。
[0008]优选地，测试样带为一种超导电缆的铜衬芯或者一种超导电缆。
[0009]优选地，步骤1.1中将测试样带置于测试架中并绑定具体为：将测试样带置于测试架中，一端与测试架端部固定，另一端与不锈钢钢索连接；将第一和第二悬垂线绑定于测试
样带的相应位置上；通过手动葫芦向不锈钢钢索施加初始应力，以使得测试样带处于绷直状态。
[0010]优选地，步骤1.2和1.3中的负载于0至8
×
107N/m2之间逐步递增或递减；并且，在负载逐步递增或逐步递减过程中，负载取值可以多于10个。
[0011]优选地，步骤1中还包括：在常温下对测试样带进行多次测试以获取多条应力应变曲线。
[0012]优选地，步骤4中还包括：将测试样带的收缩率与铜的收缩率进行比较，以评价测试样带的拉伸性能。
[0013]优选地，步骤4中还包括：基于常温下的一条或多条应力应变曲线，计算出测试样带在常温下的杨氏模量；基于液氮环境中的应力应变曲线，计算出测试样带在液氮环境中的杨氏模量；将常温下的杨氏模量、液氮环境中的杨氏模量与铜的杨氏模量进行比较，以评价测试样带的拉伸性能。
[0014]优选地，在其余试验条件均相同的情况下，铜衬芯试验样带的收缩率小于超导电缆试验样带的收缩率与铜的收缩率；并且，铜衬芯与超导电缆的收缩率差值是由超导电缆外部的超导带材及绝缘材料对铜衬芯施加了负载造成的；铜衬芯与铜的收缩率差值是由铜衬芯的绞合结构造成的。
[0015]优选地，在其余试验条件均相同的情况下，超导电缆测试样带的杨氏模量大于铜衬芯的杨氏模量，且铜衬芯的杨氏模量大于铜的杨氏模量。
[0016]本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，本专利技术中一种超导电缆拉伸性能的测试方法，能够将测试样带水平放置于试验架上，并对铜衬芯和超导电缆分别进行测试，以及获得在常温和液氮环境等不同情况下的拉伸性能，方法简单、仪器使用简便、成本低、测试准确。
[0017]本专利技术的有益效果还包括：
[0018]1、本专利技术中拉伸装置是水平于地面设置的，因此克服了测试过程中重力因素对测量中过程数据和测量结果数据的影响，保证了测试的准确性。
[0019]2、本专利技术中采用具有一定测量放大倍数的指尖陀螺，从而使得测量结果更加准确可靠，大幅减小了测量误差。并且，本专利技术中的测量仪器十分简单，但是设计方式巧妙，能够以极低的成本，较小的代价，实现对于电缆长度变化的准确测量和评估。
[0020]3、本专利技术中根据多次测量经验创造性地提出了多次反复的逐渐增加应力和卸载应力的过程中，以及等待一段时间后对处于不同温度的电缆长度进行测量的技术方案，并将不同情况的测量结果进行分析对比，相比于简单的增加一定应力并测量的技术方案，本专利技术中的方案，综合考虑了电缆形变的各种因素，如温度、应力、时间等对于电缆长度变化的影响，使得电力电缆的应力应变模型更加准确，更符合实际测算的需要。
附图说明
[0021]图1为本专利技术中一种超导电缆拉伸性能的测试方法中所使用的拉伸测试试验架的示意图；
[0022]图2为本专利技术中一种超导电缆拉伸性能的测试方法中所使用的拉伸测试试验架的测量单元示意图；
[0023]图3为本专利技术中一种超导电缆拉伸性能的测试方法中常温下铜衬芯的应力应变曲线图；
[0024]图4为本专利技术中一种超导电缆拉伸性能的测试方法中液氮环境下铜衬芯的应力应变曲线图；
[0025]图5为本专利技术中一种超导电缆拉伸性能的测试方法中两种测试温度下铜衬芯的应力应变对比示意图；
[0026]图6为本专利技术中一种超导电缆拉伸性能的测试方法中常温下电力电缆的应力应变曲线图；
[0027]图7为本专利技术中一种超导电缆拉伸性能的测试方法中液氮环境下电力电缆的应力应变曲线图；
[0028]图8为本专利技术中一种超导电缆拉伸性能的测试方法中两种测试温度下电力电缆的应力应变对比示意图；
[0029]图9为本专利技术中一种超导电缆拉伸性能的测试方法中两种测试温度下电力电缆的应力应变对比的取样示意图。
具体实施方式
[0030]下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
[0031]图1为本专利技术中一种超导电缆拉伸性能的测试方法中所使用的拉伸测试试验架的示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超导电缆拉伸性能的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，分别将测试样带置于常温和液氮环境中，并基于多个施加负载获得对应于所述多个施加负载的悬垂线初始位置和悬垂线负载位置；步骤2，基于所述测试样带分别在常温和液氮环境中的悬垂线初始位置，计算测试样带的收缩率；步骤3，基于所述多个施加负载和所述对应于所述多个施加负载的悬垂线初始位置和悬垂线负载位置，模拟出测试样带的应力应变曲线；步骤4，基于所述测试样带的应力应变曲线计算杨氏模量，并基于所述收缩率和杨氏模量评价测试样带的拉伸性能。2.根据权利要求1中所述的一种超导电缆拉伸性能的测试方法，其特征在于：步骤1.1，将测试样带置于测试架中并绑定，施加初始压力以使得测试样带处于绷直状态，并测量悬垂线的初始位置；步骤1.2，通过试验架向所述测试样带施加逐步递增的负载，并测量对应于逐步递增的负载时的悬垂线负载位置；步骤1.3，通过试验架向所述测试样带逐步卸掉负载，并测量对应于逐步减小的负载时的悬垂线负载位置；步骤1.4，向所述测试架中灌入液氮，并保持所述初始压力不变，待测试样带完全冷却后，测量悬垂线的液氮初始位置；步骤1.5，重复步骤2和步骤3，测量所述测试样带在液氮环境中的悬垂线负载位置。3.根据权利要求2中所述的一种超导电缆拉伸性能的测试方法，其特征在于：所述测试样带为一种超导电缆的铜衬芯或者一种超导电缆。4.根据权利要求3中所述的一种超导电缆拉伸性能的测试方法，其特征在于：所述步骤1.1中将测试样带置于测试架中并绑定具体为：将测试样带置于测试架中，一端与测试架端部固定，另一端与不锈钢钢索连接；将第一和第二悬垂线绑定于所述测试样带的相应位置上；通过手动葫芦向不锈钢钢索施加初始应力...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦婷，谢伟，张喜泽，韩云武，黄逸佳，魏本刚，张智勇，田昊洋，贺林，
申请(专利权)人：上海国际超导科技有限公司，
类型：发明
国别省市：