鉴定会专家组听取了研制单位——亨通高压项目负责人周厚强副总经理所作的《220KV交联聚乙烯绝缘光纤复合海底电缆(含软接头)》研制项目总结等报告,审查了评审资料,考察了生产现场,并进行了现场检测。经认真讨论认为该产品达到国际先进水平,同意通过技术评审,可以投入生产。
鉴定委员会专家国网电力科学研究院总工、教授级高工杨迎建告诉记者,听取了亨通高压副总经理周厚强有关220KV光纤复合海底电缆的先进性和亨通高压总工程师潘文林有关设备先进性的汇报后,他认为此高压海缆无论从技术水平和设备的先进性都达到了国际先进。
本项目配置当今国内外最先进的生产、检测设备,并建有三套大容量储缆设备,储缆容量可达上万公里,同时建造了两个万吨级海缆上船专用码头。
亨通高压成功研制出220KV含软接头的海底电缆,意义非凡。利用本项目具备的国际先进技术优势及海底电缆与软接头一体通过国家权威部门型式试验为国内首次的优势,必将提高海底电缆的市场占有率,并积极参与国际同台竞争,同时对巩固国防有着重大的意义。上海电缆研究所总工毛庆传如是说。
自主创新助力亨通高速发展
在鉴定会现场,记者采访到研制单位项目总负责——亨通高压总经理冯华强,冯总难掩成功的喜悦,脸上洋溢着幸福的笑容。他说,两年前,亨通集团总裁崔根良就对投产海缆项目特别重视,由于生产海底电缆厂址需要靠近江河,总裁崔根良通过多方考察,最终看中了常熟沿江经济开发区长江黄金水道的优势,确定了厂址。至此,一个投资十多亿元,并建设有两个万吨级码头的高压电缆生产企业拔地而起。
据悉,由于受海底高压电缆制造长度限制,以及风险大、性能要求高等因素影响,世界上具有高压海缆技术优势的厂家为数不多,仅有德国、意大利等国屈指可数的几家大公司有制造能力。我国也只有七家电缆生产商可以生产光纤复合电缆。特别是海缆接头技术更是很难以攻破的技术难点。海缆敷设一般单根最大长度需数十千米,其间只有软接头制作才能满足大长度海缆的需要。由于受到设备能力的限制,不可能生产出非常长的无接头电缆,因此软接头技术就显得特别重要。
亨通高压充分发挥人才团队优势,依靠在海缆研究方面造诣比较深厚的一批专家,勇于攻关,自主创新研发生产,一举取得成功。在技术上,该公司研发的220KV光纤复合海底电缆在电缆纵向进水、绝缘偏心、绝缘内应力消除、防腐蚀、大长度生产、储缆上船等方面,从生产工艺和制造设备上进行了创新,解决了设计和制造中的难题,主要性能指标优异。
众所周知,油浸纸绝缘电力电缆的现场试验一般都采用直流电压。试验时可以同时测量泄漏电流,由泄漏电流的变化或者泄漏电流与试验电压的关系,可用以判断绝缘状况。数十年对油浸纸绝缘电力电缆采用直流耐压试验的实践,已证明其作为现场定期预防性试验项目能得出满意的试验结果,这也就是充油和压气电缆用直流电压进行现场试验的理由。这个试验方法也同样用于高压XLPE绝缘电缆,它似乎是唯一可行的方法。
1XLPE绝缘电缆线路用直流耐压试验的缺点
高压XLPE电缆线路的运行试验表明,现场采用直流耐压试验不能有效地检出有缺陷的XLPE绝缘电缆及附件。各国运行经验发现通过直流耐压试验的XLPE绝缘电缆及附件在投入运行后有击穿故障发生。
为此,CIGREWG21-09工作组(高压挤包绝缘电缆试验)于1984年向世界各国电缆制造商和电力公司调查,并组织进行模拟结构样品试验,进一步确认高压XLPE绝缘电缆采用直流耐压试验是不恰当的,其存在以下明显的缺点:
a)直流电压下绝缘电场分布与交流电压下电场分布不同,前者按电阻率分布,而后者按介电系数分布,尤其在电缆终端和接头等高压电缆附件中,直流电场强度的分布与交流电场强度分布完全不同。这往往造成交流工作电压下有缺陷部位在直流耐压的现场试验时不会击穿而被检出,或者在交流工作电压下绝不会产生问题的部位,而在直流耐压现场试验时发生击穿。
b)XLPE自身的固有场强高,要用很高的直流试验电压甚至严重损伤电缆才能检出。例如,20kVXLPE电缆绝缘的50%处有金属尖端,结果却在10U0的直流电压下才能使其击穿。再者,在接头内有金属尖端或密封电缆头周围有严重的缺陷,即使用12U0~16U0直流电压试验也不可能检出。
c)由于XLPE的高绝缘电阻和相应的空间电荷效应,尚不能排除在直流电压下会造成XLPE电缆绝缘非故意的预先损伤。直流耐压试验时形成的空间电荷,可造成电缆在投入交流工作电压运行时击穿,或附件界面因积聚电荷而沿界面滑闪。
2调频串联谐振装置实例
传统的直流电压试验存在着严重缺点,必须寻求新的较为有效的试验方法。非常自然的、符合绝缘机理的倾向,是采用交流电压试验方法,关键是要开发新型的交流电压试验设备。本文将详细介绍由西门子柏林电力电缆厂等研制的8MVA,160kV调频串联谐振试验装置。
2.1移动式
调频串联谐振装置设计的首要目的是试验安全、简便和快速,整个试验设备均安装在低底架的大卡车上。最重的组件是电抗器,重156.8kN。车辆总重量约400kN。
2.2试验电压连接线
电源电压经OHL门架的户外终端和变压器的输出端或气体绝缘开关(GIS)而馈电至用户的电缆线路。通常连接到试验设备的电抗器,包括可接至户外套管或试验电缆的插入式浇注树脂绝缘管。内部绝缘为SF6,以便能够快速、安全和干燥地装配。
1—带有固定电感的电抗器,并可改变电压输出;2—户外终端;3—已装在电缆盘上的试验电缆,带有符合IEC859的开关设备的密封终端;4—馈电连接电缆;5—SF6气体充气站;6—用液压驱动的起吊机;7—控制室;8—户外终端运输用的贮存器
2.3户外套管
户外套管的户外部分有防水硅橡胶裙边,并模铸在耐压的增强玻璃纤维塑料支撑管上。户外套管的内部,导体是用交联聚乙烯绝缘并用硅橡胶电容式应力锥来控制场强。附加的内部绝缘为SF6。这种结构使安装比较容易,此外,试验也不会受天气的影响。
户外套管装在电抗器上,用柔软的铜导线接至被试电缆线路的户外密封终端。如果该铜导线很长或沿着曲折的途径,则应采用绝缘子来支撑。
2.4GIS馈电的试验电缆
如果被试电缆和系统端接在GIS(气体绝缘开关设备)内,则电源馈电线可接至为试验而特殊安装的连接器壳体,壳体尺寸符合IEC859要求。
两端都有密封终端的试验电缆绕在电缆盘(安装在车上)上,而且可拉开至70m长。用电子器件控制电缆盘的传动机构使敷设试验电缆时达到灵活而且支撑牢固。用试验电缆可接至现场GIS附近的任何地方。
试验电缆的密封终端,与户外套管一样都是充以SF6气体,确保装配工作简易和安全。
2.5初级电源的连接电缆
在大多数使用场合,试验电源均从用户的系统获取。根据被试电缆的长度和电容,视在功率可能需要达200kVA。但是,在很多的试验场合下,可能仅仅需要电源视在功率小于50kVA。为此,运输车还有装在电缆盘上的连接电缆,长度200m。
在所接入的电源负荷较大的场合或者馈电位置远离公用电源系统时,本移动式大容量调频串联谐振装置还添加有可灵活移动的发电机。
2.6绝缘气体源的环境安全
运输车上有SF6气体充气站,提供所需的SF6气体以及充气至密封终端的真空和压力系统,并提供可排气和再充气5MPa的压力容器。
2.7在运输车上起吊工作
户外终端或试验电缆密封终端安装至电抗器需要质量达100kg的起重机。起重机也安装在拖车上。这样,在用户的现场就可直接进行工作而不受其他任何辅助设备的限制。
在开始安装的时候,通常不可能与用户的电网相连接。因此,起重机由直流电动机液压驱动,直流电动机由拖车上的蓄电池供电。这样,进行试验的准备工作不会有任何延误。
2.8设备控制和用户操作室
运输车是按成套移动式调频串联装置而设计的,适用于户外使用。因此,也装有宽敞的测试间。其内包括电子器件控制设备,计算机控制的联机装置以及容纳操作和观察人员的足够空间。用户能在各种气候条件下从事试验,而且便于试验时做记录或试验全部结束后立即编写试验报告。
3运行经验
本试验装置自研制成功后,已用于110kVXLPE绝缘电缆线路的现场试验,并取得初步有效运行经验。
自从1996年以来,已在高压电缆线路进行交流电压试验。大约80%的试验连接是经由户外密封终端而进行的,约20%则是经由GIS开关装置进行。在已试验的电缆线路中,长度最长的约3.8km,最高试验电压为160kV,仅利用试验设备最大功率的50%。这意味着还可以试验更长的电缆线路。
经由户外密封终端可方便地把交流电压馈电至被试电缆线路。接线方式如图2所示。利用铜导线把电抗器的电压输出接至电缆密封终端。
4结束语
用于长距离电缆线路的交流电压试验,需要相当大和重的试验设备。为此,以往的XLPE电缆都是采用直流电压试验。高压XLPE电缆线路的运行经验表明,采用直流电压耐压试验不能有效地检出XLPE电缆缺陷,特别是有缺损的XLPE电缆附件。这一点已取得国际共识,采用更有效的试验方法势在必行。
通过对工频串联谐振试验装置的研究和试制,已获得一种适合于XLPE绝缘电缆和附件的试验方法,即施加工频或接近工频的交流电压,在电缆及附件上产生的电场分布与实际运行工作电压下的电场分布相同,能够比较有效地检出XLPE电缆及附件缺陷,并逐步成为各国用作XLPE绝缘电缆线路的现场试验方法。
本文所介绍的新型调频串联谐振试验装置,是把供电电源、产生试验能量的主设备、连接至电缆线路的专用连接线和控制单元等所有组件全部安装在低底架的拖车上。这样就能机动灵活便于运作。迄今,最频繁使用的是把试验电压接至户外密封终端,也进行过把交流电压经由试验电缆而馈电至符合IEC859的GIS开关设备。运行经验表明,该装置的电气系统和连接技术两者的研制都是令人满意的,而且可对高压XLPE绝缘电缆线路进行既可靠又经济的交流电压试验。
综上所述,开发并应用适合现场试验的交流高压试验装置具有现实意义。我们要借助国外的经验,加强试验设备研制开发,加强试验技术的研究,希望高压XLPE绝缘电缆线路的现场试验会有突破性成就。
参考文献
1WeinbergW,GoehlichL,ScharchmidtJ.SitetestsofXLPE-insulatedhigh-voltagecablesystemswithACvoltage[J].ElektrizittsWirtschaft,1997,96(9):400~407
关键词:人防工程,监理控制,要点,分析
Abstract:civilairdefenseengineeringwithconventionalweaponskillingability,andthemainstructureinthecivildefenseprojectsaremadeofreinforcedconcretestructureand,therefore,thequalityofreinforcedconcreteconstructionisoneofthekeypointstosupervisionandcontrol.
Keywords:civilairdefenseengineering,supervisionandcontrol,keypoints,analysis
人民防空工程(简称人防工程),是战时防备敌人空中袭击,有效地掩蔽人员、物资,保护人民生命和财产安全,保存战争潜力的重要场所,是实施人民防空最重要的物质基础。因此,它与普通地下室相比,能抵抗一定威力杀伤兵器的破坏,即能在拟定的核武器、化学武器、生物武器、常规武器袭击和袭击后的城市发生次生灾害情况下,保障人员、物资的安全。而人防工程建设的关键是施工过程的质量控制,本文就人防工程施工中监理控制要点进行分析。
人防工程具有防常规武器的杀伤能力,而人防工程主体结构是由钢筋混凝土构造而成,因此,钢筋混凝土工程质量是监理控制要点之一。人防工程具有防核武器对地面的冲击波、早期核辐射、核电磁脉冲、光辐射、放射线沾染、生物化学武器的杀伤,而这些武器的杀伤作用主要是通过孔口进入工程内部的,因此,人防工程施工中,孔口防护质量是监理控制的又一要点之一。本文即从人防工程主体结构施工及孔口防护两方面对人防工程监理控制进行分析,不妥之处,请同仁批评指正。
一、人防工程主体结构监理控制要点
1.钢筋混凝土质量控制
1.1钢筋的质量控制
1.1.1钢筋原材料进场时检查质量证明书,包括出厂合格证、质保书、检验报告,且必须经监理见证取样送有资质的检测单位检测合格后方可使用。
1.1.2钢筋加工过程中,如发现脆断、焊接性能不良或力学性能明显不正常等现象,应对该批钢筋进行化学成分检验或其他专项检验。
1.1.3钢筋绑扎安装施工过程中,监理工程师要在现场跟踪巡视,发现问题,及时指出,要求施工单位纠正。钢筋绑扎结束,施工单位自检合格报监理验收时,监理工程师应对照结构施工图,检查所绑扎钢筋的规格、数量、间距、长度、锚固长度、接头设置等是否符合设计要求,此外,还应着重检查某些构造措施,如:框架节点箍筋加密区的箍筋及梁上有集中荷载作用处的附加吊筋或箍筋,不得漏放;具有双层配筋的厚板和墙板,应按要求设置撑筋和拉钩;控制钢筋保护层的垫块强度、厚度、位置应符合规范要求;预埋件、预埋空洞的位置应正确,固定可靠,孔洞周边钢筋加固,应符合设计要求。
1.2混凝土浇筑质量控制
1.2.1混凝土浇筑过程中,要加强旁站监理,严格控制浇筑质量,检查混凝土坍落度,严禁在混凝土中加水,不合格的混凝土要退回搅拌站。
1.2.2检查振捣情况,不能漏振、过振,注视模板、钢筋的位置和牢固度,同时要求施工单位派专人看模,发现有跑模和钢筋位移情况应及时处理,特别注意混凝土浇筑中施工缝、沉降缝、后浇带处混凝土的浇筑处理。
1.2.3对节点部位不同等级混凝土的浇筑顺序和浇筑混凝土的等级要严格检查,防止低等级混凝土注入高等级混凝土部位。
1.2.4监督施工单位在现场制作试块,并按规范要求进行养护,达到养护龄期后在监理监督下送往实验室检测。
1.2.5对大体积混凝土的浇捣要采取合理的浇筑方法,同时应做好温控措施。大体积混凝土宜采取分层浇捣方法,使混凝土沿高度均匀上升,浇筑应在室外温度较低时进行;大体积混凝土的内外温差不得超过25℃。
二、人防工程孔口防护监理控制要点
孔口是人防工程主体与外部空间相通的孔洞,包括出入口、通风口、排烟口、天线竖井等;孔口防护主要有:出入口防护密闭门、密闭门的门框墙制作;防护密闭门、密闭门的安装;头部防爆波活门、自动排气活门的安装;进出工程管线的防护密闭工程等。
1.防护密闭门、密闭门框墙的制作监理控制要点
1.1检查钢筋、水泥、粗细骨料以及防护密闭门、密闭门,材料、设备的质量证书、准用证、生产许可证及有关试验报告。
1.2在门框墙定位放样时,仔细核对尺寸,重点对门框墙门前尺寸、开启方向的位置尺寸仔细审核。
1.3对防护密闭门、密闭门的钢筋工程进行隐蔽验收时,重点检查钢筋骨架的尺寸、钢筋直径、间距、垂直度以及预埋件、管件的位置、方向等,均应符合设计要求或有关人防标准图集。门框墙制作铰页同轴度偏差应小于1㎜,门框墙垂直度偏差应小于6㎜。
1.4钢筋配筋时,检查门槛的钢筋高度是否符合各种型式门的建筑高度,核对各种型式门的合页侧和闭锁侧的门框宽度能否满足开启的要求。
1.5门框墙的混凝土浇筑时,监理人员要旁站,督促施工单位连续浇筑和振捣密实。
1.6.防护密闭门、密闭门安装前,检查各扇门的平整度和是否在运输过程中受损,如有损坏影响密闭等使用功能的应禁止安装。
1.7门扇安装时,要求门扇钢框与钢门框贴合均匀,其不贴部分和间隙都应符合要求。检查上、下铰页同轴度的偏差。
1.8检查密封条的安装质量、密封条接头搭接形式、固定牢固程度、压缩均匀程度,均应符合规范要求。
2.防爆活门、防爆超压排气活门安装工程监理控制要点
2.1审查各种活门的生产许可证、质量保证书、合格证。
2.2对进场的活门进行外观质量检查。
2.3安装前检查土建留置的安装尺寸,是否与安装活门尺寸相符。
2.4安装时,监理人员巡视、督促施工单位按规范施工,重点检查门扇、活门盖等有胶板、胶条处的密封程度。
2.5安装结束后,检查活门的位置标高、安装质量。
3.进、出工程管线的防护密闭工程质量监理控制要点
3.1审查给排水、通风、电气等各专业进、出工程的管线的防密处理的措施是否符合防密闭要求。
3.2在主体工程施工期间,监理人员审查施工单位给排水、通风、电线电缆穿越防护密闭墙或密闭墙穿墙管的具置、标高、尺寸是否与设计相符。
3.3审查给排水、通风、电线电缆穿越防护密闭墙或密闭墙的密闭短管形式,是否符合设计要求,其预埋管的各尺寸是否符合要求,重点审查密闭肋材料、厚度高度,焊接质量、短管墙前露出墙面的尺寸等。
3.4要求预埋短管绑扎在主肋上,检查绑扎牢固。
3.5在混凝土浇筑时监理人员旁站,防止预埋短管移动和浇捣不密实。
3.6水、风、电专业设备安装时,对穿越防护密闭墙和密闭墙的管线进行旁站,督促按设计要求进行防护密闭处理。在防护密闭的填塞材料和抗力片必须符合设计和规范要求。
参考文献:
《建设工程监理规范》GB50319-2002中国建筑工业出版社
《人民防空工程施工及验收规范》GB50134-2004中国计划出版社
关键词:绝缘导线束低压电气线材
1、概述
一种新型绝缘集束导线的问世,促成了低压配电网供电新模式的实施。绝缘导线束是一种新型的低压电气线材,它的电抗和电纳分别为常规导线的0.21~0.34倍和11倍;供电新模式使低压电网结构更趋于合理,工程造价与常规改造相比降低13%~16%。辽宁省农电局通过实施应用两年多来已收到显著的经济效益和社会效益,有效地减轻了农民的负担,为当今农村低压电网的改造探索了一条新路子。
从80年代开始国外有些国家研究集束导线结构,如法国电力公司开发的绝缘导线束系统(ABC系统),是以零线为中线,将三相导线围绕在其周围绞合而成,到目前有80多国家试验和推广这种导线。我们从90年代初开始着手研制,于1992年研制成功。与国外类似产品不同的是四根导线由防老化绝缘导线相互平行连接在一起,从断面看,四根导线成正方形对称布置或以零线为中心三根对称三角型布置。与国外类似产品单股绞合导线束相比,生产工艺简单,机械强度大,节省有色金属等优点。
该项课题的研究得到了原电力部农电司的大力支持,于1997年被农电司立项为科研开发与推广项目。该项成果的研究在辽宁推广实施的同时,在山东、河南、吉林等省得到了重视,有些省已大面积推广。
2、绝缘导线束电气参数的计算(略)
3、实验检测
绝缘导线束试制成功后,于1992年3月由辽宁省电线电缆产品质量监督检测中心检验;1997年3月经东北电管局虎石台实验站测试。其试验报告及测试结果见表1。
被测分裂导线为单根,其截面积S=1.00mm2,长度为400m。表1中结果与理论电气计算值比较,在相同截面和长度的情况下,其两种结果基本相等,某些参数实测结果比计算值还要理想。
4、新模式供电的特点及可行性分析
新型导线的应用在生产上可能带来一种革新,但重要的是能否带来更好的总体效益。这就是基于新型导线束的特点研究其综合配套实施的网络新模式。所谓"新"的就是考虑导线、配变及附属设备的最新选型、防窃电的技术措施、工程投资、施工及运行费用等综合因素的基础上推出一种崭新的供电模式。
研究低压电网新模式,强调了电源至用户计量点一律实行三相四线制的供电方式,即小容量、密布点、短半径、低损耗、就地平衡;强调了工程投资少,运行费用低的经济性;强调了施工简便、运行的安全性和可靠性;同时加强了从技术措施抑制窃电的可行性。低压网络的新模式体现如下特点:
(1)供电模式主干线、分支线均采用三相四线制供电方式,比单相供电每相电流减少到1/3,在实施中每个计量点三相负荷均匀分配,迫使零线电流为最小。
(2)由于三相四线制导线束延伸到每一个角落,因此不受地域分布影响将分散的单相负荷可重组为比较对称的三相负载。
(3)计量点至用户的进户线均采用单相四线对角线连接方式,使电抗小于0.1Ω。
由试验村的实施表明,在整个低压配电网中进户线的长度占整个低压网的70%左右。因此,应该认识到低压网的改造中进户线在整体效益中是一个不可忽视的组成部分。
(4)仪表箱的引入和引出均采用防老化绝缘导线束,并套在硬塑管内,将3~6户计量表集中在一起尽可能实现三相就地平衡。在仪表箱上设抄表示窗,加大透明度,并且用技术手段杜绝窃电、漏电、人情电和关系电,有效地抑制不明损失。
(5)以往的农村配电网中由于变压器负载率过低,再加上变压器本身空载损耗大,因此仅是变压器的铁损就占整个配网损失的50%左右。模式采用了新型节能的非晶铁芯变压器,通过试验村的实测和计算表明,变压器铁损只占整个低压网损的15%,这也是新模式大幅度降低网损的重要环节。
(6)由于农村配电网的配电变压器一般均小于315kVA,因此分裂导线束单芯截面25mm2足以满足要求。针对负荷密度大,负荷发展较快的供电区域或城网配变容量较大时,宜采用分裂导线多分支多回路供电方式。
5、试验实例
(1)新模式实施方案首批选在沈阳市东陵区深井子镇康红村、后康村和五三乡营城子村,所谓常规改造是指主干线按三相四线制单股铝导线供电,分支线按单相供电,进户线采用6mm2铝线供电。
(2)工程预算:工程预算以《辽宁省电气照明工程单位估价表》1996版为依据。康红村和营城子村工程竣工后的决算表明,新模式改造比常规模式改造的工程造价分别节省资金13.09%和16.33%。
(3)综合效益分析:
①电能损失分析:通过改造前的旧网络和采用分裂导线改造后的新模式进行线损理论计算。由理论计算结果可见,采用分裂导线的新供电模式对降低低压网损有显著效果。康红村采用铜线改造,线损仅为改造前的1/5.08,下降了80.3%。营城子村采用铝线改造,线损分别下降为59%。使农民承担每kW·h不足0.40元电费。
②电压降分析:针对康红村电网新模式理论计算及实施后实测表明:供电半径为500m处的电压损失率不足3%,假设变压器的负载率在80%的条件下,经理论计算可得两个实施点的线路末端电压损失率均在5%以下。
③工程造价分析:采用绝缘导线束,其工程造价与常规改造相比,采用铜导线节省投资13%,采用铝导线可节省投资16%。
④与绞合式绝缘导线比较分析:低压绝缘导线束由于有效长度变短,所以与城网采用的绞合绝缘线材比较,不仅节省有色金属而且使损耗也得到了明显降低。
6、结论
新型导线束及低压配电网新模式,经过多年来的研究,并通过几百个示范村的实验表明,在降损节能方面已收到显著的经济效益和社会效益,有效地减轻了农民的负担,为今后我国低压网的改造探索了一条新路子。新型导线束及配电网新模式归纳起来具有如下的优点:
(1)与常规裸导线相比,减少了电抗,增大了电纳,有效地提高了网络的自然功率因数。
(2)与钢芯铝绞线相比,在相同截面下采用两芯分裂导线束的载流量比常规单根相线提高了19%,采用四芯分裂导线,其载流量提高41%。
(3)与绞合式交联聚乙烯绝缘架空线相比具有导线的耐张力更趋于均匀,缩短电气距离,有效长度减少1.7%~2.7%,因而线路的电抗、电阻相应的减小,从而改善了电压质量并使导线自身的线损率下降2个百分点。
关键字:检测压力脉冲试验
引言
太阳能作为一种绿色能源,已成为最常见的民用生活设备,越来越得到人类的重视,随着太阳能产业的不断发展,其应用产品不断增多,针对太阳能产品的检测及研究显得十分重要。水箱作为太阳能热水器上重要的组成部分,应能够承受一定的压力而不漏水。其耐压安全性检测也成为太阳能热水器生产过程中的一项重要内容。本文即介绍一种水箱耐压检测的试验设备及试验方法。
概述
图1设备组成及原理示意图
功能及原理介绍
设备的控制系统配备触摸显示屏,系统程序提供友好的操作界面。试验开始前,根据检测要求,在显示屏上预先设置所需的试验参数或读取指定的频谱。试验开始后,系统程序将自动读取并按照设定参数运行。PLC控制器发出指令,通过控制继电器的开关以达到打开和关闭两通流体阀。当阀打开时,循环通道打开,试验介质自由流动,PLC控制器采集到的压力传感器的反馈值几乎为零;当阀关闭时,试验介质的循环流动通道被断开,被断开的管路和试验件部分产生压力,PLC控制器采集到的压力传感器的反馈值连续的由零变为指定值。PLC控制器采集此过程的数据形成压力波形并显示到触摸屏上,操作人员可直观的观察试验状态。
若选用的水泵排量和电机功率足够,在PLC控制器允许的通道数量下,试验路数可扩展为多路,并为每一路配备独立的压力传感器进行数据反馈。这样可实现多路试验同时进行,提高工作效率。
技术要求
环境温度:-40℃~40℃
相对湿度:≤90%
试验路数:1路
试验介质:水
试验压力:0~1MPa可设定
压力值分辨率:0.05MPa
压力控制精度:±0.5%FS
试验频率:0~1Hz可设定
适用电源:380VAC(±10%),50Hz(±2%)
设备组成及设计要素
水箱:试验介质的存储容器,其容量设计依据应不低于被实验件及设备管路容积之和的1.5倍,设计时考虑水箱的外形尺寸对设备整体的影响。试验用的水循环后再回到水箱形成闭合回路。
过滤器:输送介质管道上不可缺少的一种装置,安装在设备的进口端清除试验介质中的杂物,以免堵塞水泵和阀、传感器及管路系统影响设备正常运行。当流体进入滤网的滤筒后,其杂质被阻挡,而清洁的滤液则由过滤器出口排出。
安全阀:手动设定试验的最高压力。当设备或管道内压力超过安全阀设定压力时,自动开启泄压,保证设备和管道内介质压力在设定值之下,保护设备和管道正常工作,防止发生意外,减少损失。
容器:放置被检测的太阳能水箱,应在最低的位置设有排水口。设计成带门的箱型结构,试验时将门关闭以免有水溅出或造成人身安全隐患,但要在合适位置留出透明窗以便观察试验状态。同时,设计应考虑放置高度,以使被测件内的空气排出。
太阳能水箱:被检测件,容量和外形应能够放入容器。
PLC控制器:检测设备的总控制元件。控制试验系统按设定的参数或预订的频谱运行,实时采集数据和发出控制指令,并能够简单的运算和逻辑控制。连接触摸显示屏,能够实时显示采集到的实验数据行程压力波形。
压力传感器:4~20mA信号实时反馈试验压力,选取时考虑传感器精度和响应频率。传送到PLC中处理形成脉冲压力波形并输出到触摸显示屏上。
两通流体控制阀:电磁开关式,设计时应考虑其响应频率及流量大小。其打开和关闭水循环通道,形成脉冲压力的控制元件。
节流阀:控制水循环流量。为两通流体控制阀正常工作形成背压。
球阀:放置被试件的容器需要放水时打开。
电气系统:包括开关电源、空气开关、接触器、热保护器、继电器、电线电缆等电气元件,为系统提供动力
设备特点
设备结构及工作原理简单,制造成本低,易于实现。
采用多级水泵供压,输出流量更大,试验范围更广。
操作界面友好,灵活性和可操作性强,检测过程及结果直观,易于使用。
设备结构合理,质量可靠,检测精度高,可靠性强。
安全性好,试验系统设计有自动报警停机程序和手动急停按钮。各操作开关、安全防护设施齐全。
设备运行及维护保养成本低,经济型好。
使用方便,应用性好。只需水和电即可工作。
试验步骤
首先,检查设备完好;存储试验介质的水箱中水位达到要求;排水用的球阀关闭;安全阀及节流阀已初始调定;各接头处连接可靠。
按照程序设定的压力和频率进行脉冲试验,系统通过压力传感器自动采集试验数据并反馈到PLC控制器,经过运算形成波形显示到触摸屏上。
试验数据及图形可保存成文档格式,用存储设备复制到计算机上进行打印。试验过程中可观察试件是否有漏水现象,也可通过后期的数据来分析试件是否损坏。若脉冲压力图形或压力数据在几个脉冲过程后降低且未能升至设定值,则可以初步判断试验的太阳能水箱可能损坏或系统中有渗漏现象,再经过仔细观察以确定损坏或故障位置。
设备维护
水泵:用手转动多级泵,试看多级泵是否灵活;向轴承体内加入轴承机油,观察油位应在油标的中心线处,油应及时更换或补充;如发现多级泵有异常声音应立即停车检查原因;多级泵经常调整填料压盖,保证填料室内的滴漏情况正常;多级泵长期停用,应将泵全部拆开,擦干水分,将转动部位及结合处涂以油脂装好。
安全阀:当设备管路内的压力达到设定值时,安全阀应能够自动打开泄压。应定期加压试验是否能正常开启,若发现故障应及时更换。
两通流体阀:油液中的机械杂质或因氧化析出的胶质、沥青、碳渣等污物堆积在节流缝隙处造成进出压差加大,造成流体速度不稳定,应及时清洗和更换。