一種多因素耦合電纜加速老化系統的製作方法
2023-05-30 00:28:56 3
一種多因素耦合電纜加速老化系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種多因素耦合電纜加速老化系統，包括殼體，殼體內設有呈同心圓形狀的多根環形軌道，同心圓圓心上設有輻照源，多根環形軌道上設有多組徑向滑軌，每組徑向滑軌上設有一烘箱，每組徑向滑軌的靠近輻照源的一端均設有屏蔽層；烘箱包括箱體，箱體內部設有加溼裝置、發熱裝置以及可旋轉電纜樣品支架。本實用新型能夠同時模擬一定溫度、溼度和輻照劑量的試驗條件，實現多因子耦合，從而能夠滿足溼-熱-輻照多因子耦合試驗條件；還可根據試驗需要任意組合溫度、溼度以及輻照這三種因素，滿足溼-熱、溼-輻照、熱-輻照、溼、熱、輻照6種試驗條件，用途廣泛，實現了一機多用；且本實用新型整體結構簡單，便於製造。
【專利說明】一種多因素耦合電纜加速老化系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電纜性能試驗設備【技術領域】，特別是涉及一種多因素耦合電纜加速老化系統。
【背景技術】
[0002]電纜在使用過程中受到環境因素的影響會出現老化現象，常見的環境因素包括高溫、溼度、振動等，在核反應堆等特殊環境下則還需經受輻照。
[0003]核電廠中安全殼內電纜屬不易更換物項，為保證反應堆安全運行，電纜需通過鑑定試驗獲知其使用壽命，或者模擬老化因素進行加速試驗研究。現有電纜的鑑定壽命確定或是加速老化試驗研究多是將熱老化、輻照老化等分別進行，而在核電廠實際環境中，多為高溫、水汽、輻照等二個或多個老化因素同時存在，並且，老化機理表明順序老化試驗模擬與多因子耦合老化試驗模擬相比，兩種條件下老化程度有可能存在差異。為更加真實地模擬實際環境，電纜老化試驗裝置應同時模擬多種環境因素影響，即具備多因子耦合的試驗條件。
[0004]目前，常見的試驗裝置一般可以滿足單因子(熱、溼、輻照等)，對於同時滿足溼-熱-輻照多因子耦合試驗條件的裝置或設備，現仍處於空缺狀態。
【發明內容】
[0005]鑑於以上所述現有技術的缺點，本實用新型要解決的技術問題在於提供一種能夠同時模擬溫度、溼度和輻照環境也可任意組合這三種環境的多因素耦合電纜加速老化系統，以克服現有技術的上述缺陷。
[0006]為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種多因素耦合電纜加速老化系統，包括殼體，所述殼體內設有呈同心圓形狀的多根環形軌道，所述多根環形軌道的同心圓圓心上設有輻照源，所述多根環形軌道上設有多組徑向滑軌，每組徑向滑軌上設有一烘箱，每組徑向滑軌的靠近所述輻照源的一端均設有屏蔽層；
[0007]所述烘箱包括箱體，所述箱體內部設有發熱裝置、加溼裝置以及可旋轉電纜樣品支架；所述可旋轉電纜樣品支架由電機驅動；
[0008]所述殼體外設有控制單元，所述發熱裝置、加溼裝置以及所述電機均與所述控制單元連接。
[0009]優選地，所述控制單元包括控制櫃，所述控制櫃包括控制面板，所述控制面板上設有溫度調節開關、溼度調節開關、可旋轉電纜樣品支架的旋轉控制開關以及顯示屏。
[0010]優選地，所述烘箱內設有溫度傳感器和溼度傳感器，所述溫度傳感器和溼度傳感器均與所述控制單元連接。
[0011]可選地，所述屏蔽層至少為一層，所述屏蔽層為水箱結構的屏蔽層。
[0012]可選地，所述屏蔽層為一鉛板結構的屏蔽層。
[0013]如上所述，本實用新型的多因素耦合電纜加速老化系統，具有以下有益效果:
[0014]1、能夠同時模擬一定溫度、溼度和輻照劑量的試驗條件，實現多因子耦合，從而能夠滿足溼-熱-輻照多因子耦合試驗條件；還可根據試驗需要任意組合溫度、溼度以及輻照這三種因素，滿足溼-熱、溼-輻照、熱-輻照、溼、熱、輻照6種試驗條件，用途廣泛，實現了一機多用；且本實用新型整體結構簡單，便於製造。
[0015]2、控制單元的設置使本實用新型的可操作性強、試驗條件的設置靈活，大幅提高工作效率；且因控制單元設於殼體外，使控制櫃的各電子、電氣元器件不受殼體內環境因素的影響，特別是不受輻照因素的影響，從而有利於保護各電子、電氣元器件的使用壽命，也使本實用新型的故障率低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1顯示為本實用新型的多因素耦合電纜加速老化系統的俯視示意圖。
[0017]圖2顯示為本實用新型的多因素耦合電纜加速老化系統的烘箱的結構示意圖。
[0018]圖3顯示為圖2中I視圖的局部放大示意圖。
[0019]元件標號說明
[0020]I電纜啞鈴片樣品 100殼體
[0021]200環形軌道300徑向滑軌
[0022]400烘箱410箱體
[0023]420可旋轉電纜樣品支架 421掛物盤
[0024]421a 外環42lb 內環
[0025]421c徑向筋板421d通孔
[0026]422轉軸423繞線杆
[0027]424加強板500輻照源
[0028]600屏蔽層700控制單元
【具體實施方式】
[0029]以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點及功效。
[0030]請參閱圖1至圖3。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，並非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關係的改變或大小的調整，在不影響本實用新型所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本實用新型所揭示的技術內容所能涵蓋的範圍內。同時，本說明書中所引用的如「上」、「下」、「左」、「右」、「中間」及「一」等的用語，亦僅為便於敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的範圍，其相對關係的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本實用新型可實施的範疇。
[0031]鑑於現有技術的電纜老化試驗裝置只能滿足單因子(熱、溼、輻照等)，不能同時滿足溼-熱-輻照這樣的多因子耦合試驗條件，從而無法真實模擬核電廠的實際環境，無法準確進行核電廠用電纜的老化試驗，不利於鑑定核電廠用電纜的使用壽命。本實用新型的發明人設計出一種多因素耦合電纜加速老化系統，通過在裝置的殼體內設置輻照源、烘箱以及加溼裝置，使本實用新型能夠同時模擬一定溫度、溼度和輻照劑量的試驗條件，實現多因子耦合，以真實地模擬出核電廠的實際環境，準確地鑑定出電纜的使用壽命。
[0032]以下將通過具體實施例來對本實用新型的多因素耦合電纜加速老化系統進行詳細說明。
[0033]如圖1所示，一種多因素耦合電纜加速老化系統，包括殼體100，所述殼體100內設有呈同心圓形狀的多根環形軌道200，所述多根環形軌道200的同心圓圓心上設有輻照源500，所述多根環形軌道200上設有多組徑向滑軌300，每組徑向滑軌300上設有一烘箱400，每組徑向滑軌300的靠近所述輻照源500的一端均設有屏蔽層600。
[0034]如圖2所示,所述烘箱400包括箱體410,所述箱體410內部設有發熱裝置(圖中未示出)、加溼裝置(圖中未示出)以及可旋轉電纜樣品支架420 ;所述可旋轉電纜樣品支架420由電機(圖中未示出)驅動。所述各烘箱400的箱體410底部均設有驅動其沿所述徑向滑軌300移動的驅動系統。
[0035]為了便於操控本實用新型的多因素耦合電纜加速老化系統，使本實用新型的多因素耦合電纜加速老化系統自動化程度高，如圖1、圖2所示，本實用新型的多因素耦合電纜加速老化系統還包括控制單元700，為了避免控制單元700的各元器件在電纜老化試驗過程中也被老化，進而影響到控制單元700的使用壽命，所述控制單元700設於所述殼體100外部，而所述殼體100的內壁或外壁設有一層屏蔽層，以免輻照射線洩漏到所述殼體100的外部。所述發熱裝置、加溼裝置以及驅動所述可旋轉電纜樣品支架420的電機均與所述控制單元700連接。所述控制單元700包括控制櫃，所述控制櫃包括控制面板，所述控制面板上設有溫度調節開關、溼度調節開關、可旋轉電纜樣品支架420的旋轉控制開關以及顯示屏。
[0036]所述發熱裝置的用途是為了給進行老化試驗的電纜營造溫度環境，從操作的便利性、靈活性考慮，優選地，本實用新型的所述發熱裝置採用電加熱器。當然所述發熱裝置也可以採用其他多種形式，比如燃煤爐、利用汽輪機的抽汽進行供熱的加熱器等，只要能夠為進行老化試驗的電纜營造出要求的溫度環境即可。
[0037]所述加溼裝置的用途是為了給進行老化試驗的電纜營造溼度環境，從操作的便利性、靈活性、以及經濟性考慮，優選地，本實用新型的所述加溼裝置為包括水箱以及電加熱器的蒸汽發生器。當然，所述加溼裝置也可以採用超聲波加溼器、直接蒸髮型加溼器(也叫做純淨型加溼器)以及其它各種類型的蒸汽發生器，只要能夠為進行老化試驗的電纜營造出要求的溼度環境即可。
[0038]從製造成本、生產便利性考慮，以及為了能夠同時對不同種類的電纜樣品進行老化試驗，以保證不同種類電纜樣品試驗條件的一致性，如圖2、圖3所示，優選地，所述可旋轉電纜樣品支架420包括上下排布、平行布置的多個掛物盤421，所述掛物盤421包括同心布置的外環421a和內環421b，所述外環421a和所述內環421b之間沿圓周均設有多根徑向筋板421c，所述徑向筋板421c上設有用於掛物的多個通孔421d;所述多個掛物盤的內環421b均與豎直放置的一轉軸422固定，所述多個掛物盤的外環421a分別與沿其圓周均布、豎直放置的多根繞線杆423連接，所述多根繞線杆423的下端還與一加強板424固定，所述加強板424與所述轉軸422也固定；所述轉軸422由設於所述殼體100外部的所述電機驅動；這樣，通孔421d可以用來懸掛進行老化試驗的取自電纜護套的電纜啞鈴片樣品1，加強板424與多個掛物盤421之間的那部分繞線杆423可以用來捆綁整纜樣品；所述電機帶動所述轉軸422使所述可旋轉電纜樣品支架420繞所述轉軸422旋轉，從而保證了樣品試驗條件的均勻性。當然所述可旋轉電纜樣品支架420也可以設計成其它的結構形式，比如將掛物盤421設計成整塊的圓盤，在圓盤上設掛物用通孔；採用筒體結構代替多個掛物盤下方的繞線杆，用來捆綁整纜樣品；總之，只要能夠為各樣品營造均勻的試驗條件，使各樣品在老化試驗後的老化程度保持一致即可。
[0039]為了實時、準確地監控所述烘箱內的溫度和溼度，優選地，所述烘箱400內設有溫度傳感器(圖中未示出)和溼度傳感器(圖中未示出)，所述溫度傳感器和溼度傳感器均與所述控制單元700連接，使所述烘箱400內的溫度值和溼度值實時地由控制單元700的顯示屏顯示出來。
[0040]為了使本實用新型一機多用，同時營造出多種不同的老化環境，同時對電纜樣品進行各種不同的老化試驗，節約試驗時間，各烘箱的箱體410均採用相互獨立的封閉式結構，從而使各烘箱的箱體410內部可以同時具備不同的溫度、不同的溼度。為了使各烘箱的箱體410內部可以同時具備來自輻照源500的不同輻照劑量，所述屏蔽層600可設計成水箱結構和鉛板結構，當採用水箱結構時，所述屏蔽層600可以是一層也可以是多層，通過調節烘箱400在徑向滑軌300上的位置以及增減屏蔽層600的層數，來調節各烘箱的箱體410內部的輻照劑量；倘若某個烘箱的箱體410內部不需要輻照，則相應的屏蔽層600採用鉛板結構的屏蔽層，將輻照源500發出的射線徹底屏蔽掉。從屏蔽效果的均勻性、一致性考慮，本實用新型的所述屏蔽層600優選地設計為扇形，當然也可以設計成長方體形狀或其它形狀，只要能達到所需的屏蔽效果即可。
[0041]本實用新型的多因素耦合電纜加速老化系統的使用方法如下:將需要進行老化試驗的電纜啞鈴片樣品I掛於烘箱400的所述可旋轉電纜樣品支架420的通孔421d，將需要進行老化試驗的整纜樣品纏繞在烘箱400所述可旋轉電纜樣品支架420的繞線杆423的外側並捆綁固定好，將裝好電纜樣品的各烘箱400的箱門關上，使各烘箱400的箱體封閉起來。根據各封閉好的烘箱400內部電纜老化試驗所需要的輻照劑量為各組徑向滑軌300設置好屏蔽層600，然後將一個封閉好的烘箱400放在距離殼體門最近的一組徑向滑軌300上，推動該烘箱400，使該組徑向滑軌300和烘箱400 —起沿多根環形軌道200滑動；再使另一組徑向滑軌300沿多根環形軌道200滑動到距離殼體門最近的位置，將另一封閉好的烘箱400放於其上，再推動它們沿多根環形軌道200滑動遠離殼體門；以此類推，將所有裝好電纜樣品的烘箱400均放到相應的徑向滑軌300上，將殼體門關上，使所述殼體100處於封閉狀態。通過各烘箱400的箱體410底部的驅動系統使各烘箱400在徑向滑軌300上滑動(本實用新型為各烘箱400的箱體410底部的驅動系統設有專門的控制系統，該控制系統設於所述殼體100的外部)，使各烘箱400分別固定在合適的位置。打開所述控制單元700的旋轉控制開關，使所述可旋轉電纜樣品支架420勻速旋轉；通過所述控制單元700的溫度調節開關控制各烘箱400的發熱裝置，使各烘箱400的箱體410內部達到所需的溫度，通過所述控制單元700的溼度調節開關控制各烘箱400的加溼裝置，使各烘箱400的箱體410內部達到所需的溼度；通過各烘箱400內的溫度傳感器和溼度傳感器實時測量烘箱400的箱體410內部的實際溫度、溼度，由所述控制單元700的顯示屏顯示出來，以實時監控各烘箱400的箱體410內部的環境參數；可旋轉電纜樣品支架420的勻速旋轉保證了電纜樣品均勻地接受輻照、加熱和加溼。保持以上狀態，直到達到規定的試驗時間，關閉控制單元700的所有開關，則溼-熱-輻照的多因子耦合電纜老化試驗完成。若只需做溼-熱試驗，則把所有烘箱400相對應的屏蔽層600均設為鉛板結構的屏蔽層即可；若只需做溼-輻照試驗，則不啟動所述控制單元700的溫度調節開關、使各烘箱400的發熱裝置均不工作即可；若只需做熱-輻照試驗，則不啟動所述控制單元700的溼度調節開關、使各烘箱400的加溼裝置均不工作即可；同樣的道理，本實用新型還可以進行溼、熱、輻照這些單因子電纜老化試驗。因為各烘箱400相互獨立，所以各烘箱400還可以同時對不同的電纜樣品做不同的多因子耦合電纜老化試驗以及單因子電纜老化試驗。
[0042]綜上所述，本實用新型的多因素耦合電纜加速老化系統能夠同時模擬一定溫度、溼度和輻照劑量的試驗條件，實現多因子耦合，從而能夠滿足溼-熱-輻照多因子耦合試驗條件；還可根據試驗需要任意組合溫度、溼度以及輻照這三種因素，滿足溼-熱、溼-輻照、熱-輻照、溼、熱、輻照等六種試驗條件，用途廣泛，實現了一機多用；且本實用新型整體結構簡單，便於製造。所以，本實用新型有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
[0043]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用於限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術領域】中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種多因素耦合電纜加速老化系統，包括殼體(100)，其特徵在於，所述殼體(100)內設有呈同心圓形狀的多根環形軌道(200)，所述多根環形軌道(200)的同心圓圓心上設有輻照源(500)，所述多根環形軌道(200)上設有多組徑向滑軌(300)，每組徑向滑軌(300)上設有一烘箱(400)，每組徑向滑軌(300)的靠近所述輻照源的一端均設有屏蔽層￠00)； 所述烘箱(400)包括箱體(410)，所述箱體(410)內部設有發熱裝置、加溼裝置以及可旋轉電纜樣品支架(420);所述可旋轉電纜樣品支架(420)由電機驅動； 所述殼體(100)外設有控制單元(700)，所述發熱裝置、加溼裝置以及所述電機均與所述控制單元(700)連接。
2.根據權利要求1所述的多因素耦合電纜加速老化系統，其特徵在於:所述控制單元(700)包括控制櫃，所述控制櫃包括控制面板，所述控制面板上設有溫度調節開關、溼度調節開關、可旋轉電纜樣品支架的旋轉控制開關以及顯示屏。
3.根據權利要求1所述的多因素耦合電纜加速老化系統，其特徵在於:所述烘箱(400)內設有溫度傳感器和溼度傳感器，所述溫度傳感器和溼度傳感器均與所述控制單元(700)連接。
4.根據權利要求2所述的多因素耦合電纜加速老化系統，其特徵在於:所述烘箱(400)內設有溫度傳感器和溼度傳感器，所述溫度傳感器和溼度傳感器均與所述控制單元(700)連接。
5.根據權利要求1至4任一所述的多因素耦合電纜加速老化系統，其特徵在於:所述屏蔽層(600)至少為一層，所述屏蔽層為水箱結構的屏蔽層。
6.根據權利要求1至4任一所述的多因素耦合電纜加速老化系統，其特徵在於:所述屏蔽層(600)為一鉛板結構的屏蔽層。
【文檔編號】G01N17/00GK203941086SQ201420255989
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年5月19日 優先權日:2014年5月19日
【發明者】張孟儀, 烏曉燕, 李玉鳴, 鍾志民 申請人:國核電站運行服務技術有限公司