[发明专利]电力电缆导体温度自动跟踪和控制方法

说明书

技术领域

本发明属于一种电力电缆导体温度的控制方法，特别是一种用于控制电力电缆导体温度在规定时刻达到稳定温度的电力电缆导体温度自动跟踪和控制方法。

背景技术

在电网建设中，电力电缆由于占地面积小、电磁干扰低、受外界因素影响小等优点，已经在电网建设，尤其在城市电网建设中大量采用。现有的电力电缆通常采用固体材料作为保证其电气绝缘性能的主要部分，其安全可靠性能性尤为重要。由于电缆绝缘层材料的电介质性能和绝缘性能是否安全与其导体由于通过负荷而产生的温度存在密切的理论关系，因此，在某种新型电缆产品投入商业运行之前必须按照有关的技术标准对其性能进行检验，以确保其性能安全可靠。在标准规定的检测项目中，负荷循环试验是耗时最长、技术要求最苛刻的检测内容--它要求通过对电缆的导体进行周期性加热，使得导体温度达到该种电缆绝缘材料所能承受的最高允许温度(90℃～95℃)，并在每次循环末期使得导体温度保持至少2h。在以往的测试方法中，有关的科研机构通常采用“根据标准电流数据加热、人工调整电流”的方式完成该项内容，这样的测试方法存在下列不足：1、根据标准电流数据加热，无法有效考虑环境温度变化引起的热场测量误差；2、控制过程中的导体温度动稳定特性很难保证；3、工艺繁琐，温度控制精度受操作人员的素质影响偏大。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实现全自动负荷循环试验，并实现高 精度导体温度控制的电力电缆导体温度自动跟踪和控制方法，以克服上述的不足。

为了实现上述目的，本发明在硬件上由数据处理单元、数据采集单元、控制输出单元构成，在逻辑上由温度上升控制模式，自动跟踪控制模式、温度稳定控制模式和降温控制模式组成，其特点是：由数据采集单元实时采集电缆导体的加热电流数据和温度数据并反馈至数据处理单元，数据处理单元根据软件算法确定应实施的调整幅值，并由控制输出单元完成实际操作，完成负荷循环试验的全自动控制。

上述的具体方法是：

第一步骤：进行试验的电缆试品安装完毕后，设置电缆的基本结构参数，以确定电缆试品导体在当前环境下的起始加热电流；

第二步骤：电缆试品的加热过程开始自动运行，开始第一组计时并进入温度上升控制模式，电缆导体中的加热电流和导体温度将开始被数据采集单元实时采集并反馈至数据处理单元；

第三步骤：电缆的导体温度达到规定的特征值后，进入自动跟踪控制模式，开始对电缆导体温度此前的上升速率和温度历史曲线的特征量进行计算，确定电缆导体加热电流需要进行的幅值调整大小，并由控制输出单元完成；

第四步骤：每隔规定的时间间隔，重复第三步骤的计算内容和控制输出内容，确保电缆导体的温度按照正常的趋势逼近控制目标；

第五步骤：在电缆的导体温度达到控制目标允许范围内时，开始第二组计时，同时加热电流进入温度稳定控制模式；

第六步骤：第二组计时时间到，开始进入降温控制模式，安全降低加热电流并分断电源；

第七步骤：自动进行规定次数的控制过程，直至试验内容结束。

本发明的优点在于能够实现全过程、全自动、高精度的电缆导体温度控制过程，能够完成高精度的导体温度自动跟踪和控制，有效地避免了传统的手工控制方法的控制精度差和工艺繁琐的缺点，控制效果良好。

附图说明

图1为本发明的总流程图；

图2为本发明温度采集子算法的流程图；

图3为本发明电流采集子算法的流程图；

图4为本发明电流自动控制子算法的流程图；

图5为本发明自动跟踪控制模式的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细描述，但下述实施例不应理解为对本发明的限制。

本发明在进行自动控制前，应首先将进行试验的电缆回路安装完毕，并安装专用的电流发生器、电流互感器和有关测控回路，输入电缆试品的基本结构参数后，电缆的加热过程将自动开始进行，并通过实时监测电缆的加热电流和导体温度的当前数值和变化趋势，由专用算法实现对导体温度的全自动跟踪和控制，并由专家软件分析系统将温度控制的温度数据和历史记录自动保存，完成电缆负荷循环试验过程的自动控制。

本发明的具体步骤是：

第一步：应用程序初始化，输入电缆试品的基本参数，如结构尺寸、运行电压等级、导体截面，温度控制范围等；

第二步：完成电缆回路的安装和测控回路的布置，包括电流测量与控制回路、专用温度传感器和测量模块的安装；