CN102542881B - 电缆故障模拟器和电缆故障模拟系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电缆故障模拟器和电缆故障模拟系统，其中，该电缆故障模拟器包括：集线板(1)，其上设置有多个接线端子(2)；电缆，连接在多个接线端子中的第一端子和第二端子之间；放电球(3)，一端连接于第一端子或第二端子，另一端接地。通过本发明能够达到工作人员掌握电缆故障检测方法更快且更准确。同时该电缆故障模拟器制作价格低廉、使用简便、定位精确。

Description

电缆故障模拟器和电缆故障模拟系统

技术领域

本发明涉及一种电缆故障模拟器和电缆故障模拟系统。

背景技术

电缆故障查找因其隐蔽性、多样性、突发性，已成为电缆检修工作的难点之一。对电缆故障的查找需要多年的工作经验和专业知识作基础，因此对于一个新参加工作的人员来说，掌握电缆故障查找极为困难。为了尽快提高工作人员掌握电缆故障查找的工作能力，通常会为工作人员安排检测电缆故障点的培训，具体训练方法通常是采用在地下埋一段定长电缆，做故障点，要求测试人员进行电缆故障类型测试定位训练，但由于地下埋的电缆故障点不变、故障类型不变，所用材料比较多，因而不利于工作人员员学习、测试、提高电缆故障查找水平。

针对相关技术中工作人员学习检测电缆故障速度慢且检测结果不精确的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中工作人员学习检测电缆故障速度慢且检测结果不精确的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种电缆故障模拟器和电缆故障模拟系统，以解决上述问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电缆故障模拟器。

根据本发明的电缆故障模拟器包括：集线板，其上设置有多个接线端子；电缆，连接在多个接线端子中的第一端子和第二端子之间；放电球，一端连接于第一端子或第二端子，另一端接地。

进一步地，第一端子与第二端子位置相邻。

进一步地，多个接线端子分成多组，每组包括一个第一端子和一个第二端子，各组中连接在第一端子和第二端子之间的电缆的长度分成多个长度等级。

进一步地，放电球包括：第一放电极，与电源的正电极连接，正电荷均匀分布在第一放电极的四周；第二放电极，与电源的负电极连接，负电荷均匀分布在第二放电极的四周，其中，通过调整第一放电极与第二放电极之间的球间隙来模拟多种故障类型。

进一步地，第一放电极与第二放电极之间的距离设置为5mm至2cm，用于模拟高阻击穿故障。

进一步地，第一放电极与第二放电极之间的距离设置为0mm至5mm，用于模拟低阻击穿故障。

进一步地，第一放电极与第二放电极之间的距离设置为2cm以上，用于模拟断路故障。

进一步地，第一放电极与第二放电极之间的距离设置为1mm，用于模拟闪络型击穿故障。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种电缆故障模拟系统。

根据本发明的电缆故障模拟系统包括上述任一种的电缆故障模拟器。

进一步地，系统还包括：检测设备，与电缆故障模拟器中的放电球连接，用于检测并显示电缆故障模拟器的模拟结果。

通过本发明，采用集线板，其上设置有多个接线端子；电缆，连接在多个接线端子中的第一端子和第二端子之间；放电球，一端连接于第一端子或第二端子，另一端接地，解决了相关技术中工作人员模拟电缆故障检测速度慢且检测结果不精确的问题，进而达到了工作人员掌握电缆故障检测方法更快且更准确的效果。同时该电缆故障模拟器制作价格低廉、使用简便、定位精确。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的电缆故障模拟器的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的放电球的结构示意图；以及

图3是根据本发明实施例的电缆故障模拟系统的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

根据本发明的实施例，提供了一种电缆故障模拟器。图1是根据本发明实施例的电缆故障模拟器的结构示意图。如图1所示，该电缆故障模拟器包括：集线板1，其上设置有多个接线端子2；电缆，连接在多个接线端子2中的第一端子和第二端子之间；放电球3，一端连接于第一端子或第二端子，另一端接地。优选的，第一端子与第二端子相邻。

本发明的电路故障模拟器的集线板1放置在接线箱中，接线端子2是固定在接线孔中的接线柱，优选的，多个接线端子分成多组，每组包括一个第一端子和一个第二端子，各组中连接在第一端子和第二端子之间的电缆的长度分成多个长度等级。即可以将预定长度的电缆连接在任意两个接线柱之间，用于模拟故障电缆的长度以确定故障点位置，其中，任意两个接线柱及连接其上的电缆构成一个集线单元；放电球3，串联于接线箱上的任一个集线单元，通过调整放电球3的球间隙来模拟多种故障类型。

本发明上述实施例通过集线板1上的接线端子2、电缆和放电球3设备的结合使用来模拟故障电缆的故障点和故障类型，以解决培训新人难以掌握电缆故障查找工作的问题。其中，使用在接线箱上的集线板1上连接电缆来模拟实际现场中的在地下埋一段定长电缆做故障点的位置，被测试人员通过将定长的电缆连接在任意两个接线端子2之间进行电缆故障类型测试定位训练；并通过使用放电球3来实现模拟不同的故障类型，这种方法比较埋在地下的电缆故障点不变、故障类型不变，所用材料比较多的情况，更利于新人员学习、测试、提高电缆故障查找水平。

本发明的上述设计制作的电缆故障模拟训练器，可以模拟一公里以内任意50米间隔的故障点和十千伏电缆的各种故障类型。并可以通过一些测试装置模拟故障的查找。

如图1所示在上述实施例中，集线板1是一种绝缘集线板，各个接线柱均匀分布在该绝缘集线板上，其中，第一电缆与连接在其两端的第一接线柱和第二接线柱构成第一集线单元，第二电缆与连接在其两端的第三接线柱和第四接线柱构成第二集线单元，该实施例采用接线柱调节模拟故障电缆的长度。放电球3串联在第一集线单元以得到第一电缆的故障信息，放电球3串联在第二集线单元以得到第二电缆的故障信息。

具体的，可以在绝缘集线板1上开设多个连接孔，接线端子2就固定在对应的连接孔中，例如，图1中的绝缘集线板1上可以开设A孔、B孔、C孔、D孔、E孔、F孔、G孔、H孔、I孔、J孔、K孔、L孔、M孔、N孔、O孔、P孔、Q孔、R孔、S孔及T孔，每个孔中都固定有连接柱，可以将预定长度的电缆连接在任意两个连接孔的连接柱上，比如，在A孔和B孔的连接柱上连接200M长的电缆、在C孔和D孔的连接柱上连接200M的电缆、在E孔和F孔的连接柱上连接100M的电缆、在G孔和H孔的连接柱上连接100M的电缆、在I孔和J孔的连接柱上连接100M的电缆、在K孔和L孔的连接柱上连接100M的电缆、在M孔和N孔的连接柱上连接50M的电缆、在O孔和P孔的连接柱上连接50M的电缆、在Q孔和R孔的连接柱上连接50M的电缆、在S孔和T孔的连接柱上连接50M的电缆，上述每一组连接孔和连接的电缆都可以构成一个集线单元。该实施例中相邻连接孔之间连接不同长度电缆，实现了模拟各种不同故障点的位置。该实施例中绝缘集线板3上不仅限于上述数目的连接孔，可以根据实际模拟需要来设定，且电缆的长度也不仅限于上述提到的长度值，也可以根据实际模拟环境来选择不同长度的电缆。电缆在连接的过程中，可以选择不相邻的连接孔上的连接柱进行连接。当放电球3串联在A孔和B孔上的连接柱时，模拟的故障位置为200M长的电缆距离内，其余的同理放电球3串联在不同的集线单元上可获取不同的故障位置。

优选的，本发明的放电球3可以串联在第一接线柱和第四接线柱的两端来得到第三电缆的故障信息，第三电缆是第一电缆与第二电缆的长度之和。

具体的该优选实施例中，放电球3串联连接在A孔和D孔之间来模拟400M长的电缆距离，即模拟故障点的位置在400M长的电缆距离内的环境，同理的，在该实施例中还可以模拟300M、150M、250M或350M几个故障电缆长度，但本发明不仅限于上述几个长度，可以根据实际情况更换。

综上所述，本发明的故障模拟器由1000米单芯电缆、集线单元、放电球组成。将1000米单芯电缆分为200米2段、100米4段、50米4段，分别接入集线单元绝缘集线板。其中，集线单元接线孔之间可硅胶导线随意相互连接，已达到改变电缆故障点距离之目的。通过调节连接在集线单元上的球间隙的间隙，实现对不同故障的模拟。在集线箱的下部连接地线实现保护接地的性能。

有经验的技术人员首先调整球间隙，而后在面板上操作采用接线柱短接部分电缆，被培训的人员根据波形判断故障类别和故障点位置，可以用户培训和考试。

图2是根据本发明实施例的放电球的结构示意图。如图2所示本发明上述实施例中的放电球3可以包括：第一放电极31，与电源的正电极连接，正电荷均匀分布在第一放电极31的四周；第二放电极32，与电源的负电极连接，负电荷均匀分布在第二放电极32的四周；其中，第一放电极31与第二放电极32之间的距离为球间隙，通过调整第一放电极31与第二放电极32之间的球间隙得到模拟器的不同电阻，实现调整球间隙使得用户调整模拟的故障类型。

在实际培训过程中，电缆工区研制的故障模拟器是使用冲闪电容器上的放电球模拟故障点，通过调节球间隙改变放电球间空气介质的体积，进而对故障模拟器的整体电阻进行控制，来实现对高阻、低阻、闪络故障的模拟。

上述调整放电球的球间隙可以实现模拟定量分析各类电缆故障，具体的可以包括如下几种情况：

本发明通过调节放电球3的第一放电极31与第二放电极32之间的距离为5mm至2cm时，实现模拟高阻击穿故障。在实际环境中，高阻击穿可分为可变型高阻击穿及线性高阻击穿，其中，可变型高阻击穿涵盖大部分电缆击穿点，使用低电压测量时，电阻较大，由几十kΩ到几百MΩ，但随着电压上升，电流急增，等效电阻下降很快。而线性高阻击穿比较少见，但很棘手.相当于相间或相对地串有水电阻，随着电压升高电流呈线性上升，电阻几乎不下降。

本发明通过调节放电球3的第一放电极31与第二放电极32之间的距离为0mm至5mm，实现模拟低阻击穿故障。在实际环境中，低阻击穿是指金属性短路，俗称死接地。通常由线芯及金属屏蔽层烧蚀连接引起的。按波反射法分，100Ω以下才能称低阻短路。

本发明通过调节放电球3的第一放电极31与第二放电极32之间的距离为2cm以上，实现模拟断路故障。在实际环境中，电力电缆截面较大，断路故障十分少见，往往同时短路。

本发明通过调节放电球3的第一放电极31与第二放电极32之间的距离为1mm，实现模拟闪络型击穿故障，两个放电极的球间隙介于接触与断开之间。在实际环境中，电缆出现故障后，故障点的绝缘电阻很高，尚能承受相当高的电压，这类闪络型击穿故障往往发生在电缆直流耐压试验或过电压冲击中。

图3是根据本发明实施例的电缆故障模拟系统的结构示意图。如图3所示，该系统包括上述任意一种电缆故障模拟器。

优选的，如图3所示，该电缆故障模拟器还可以包括：检测设备4，与电缆故障模拟器中的放电球3连接，用于检测并显示电缆故障模拟器的模拟结果。

本发明上述实施例实现定量分析电缆故障，并进行电缆各类故障的模拟。采用球间隙做为电缆故障模拟的装置，并采用电缆、接线面板和接线柱作为调整故障点位置的方式，成本低适合于培训工作。本发明采用单芯电缆模拟三芯电缆，简化了电缆故障的模拟培训和学习考试。

本发明中所涉及到的电缆故障查找因其隐蔽性、多样性、突发性，已成为电缆检修工作的难点之一。对电缆故障的查找需要多年的工作经验与专业知识作基础，新参加工作的人员掌握电缆故障查找极为困难。本发明提供的实施方法解决了上述问题，缩短了新员工的上岗工作时间。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：通过使用该培训器进行各种电缆故障的模拟测试，新人可以在实际操作过程中了解和掌握各类故障的查找，简化了新人学习的过程，缩短了新人的学习时间，提高了工作效率。

该电缆故障模拟训练器轻便、易搬运、模拟数据准确。通过此培训器，新人可以在实际操作过程中了解和掌握各类故障的查找，简化了新人学习的过程，缩短了新人的学习时间，提高了工作效率。由于该装置价格不高，实用性强，安全可靠，对环境无特殊要求，推广应用后将提高电缆故障查找效率。

本发明的故障检测器还具有以下优点：测试结果良好、操作简单、体积小、易搬运，且成本低、经济性强便于维修。很好的直观反映电缆故障，由于能够模拟各类电缆故障且可操作性强，为学习分析、查找电缆故障提供了便利条件，解决了故障处理上手难、学习慢的问题，便于普及。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电缆故障模拟器，其特征在于，包括：

集线板(1)，其上设置有多个接线端子(2)；

电缆，连接在所述多个接线端子(2)中的第一端子和第二端子之间；

放电球(3)，一端连接于所述第一端子或所述第二端子，另一端接地；

其中，多个接线端子分成多组，每组包括一个所述第一端子和一个所述第二端子，各组中连接在所述第一端子和第二端子之间的所述电缆的长度分成多个长度等级；

其中，所述放电球(3)包括：第一放电极(31)，与电源的正电极连接，正电荷均匀分布在所述第一放电极(31)的四周；第二放电极(32)，与电源的负电极连接，负电荷均匀分布在所述第二放电极(32)的四周，其中，通过调整所述第一放电极(31)与所述第二放电极(32)之间的球间隙来模拟多种故障类型；

其中，所述第一放电极(31)与所述第二放电极(32)之间的距离设置为5mm至2cm，用于模拟高阻击穿故障；

其中，所述第一放电极(31)与所述第二放电极(32)之间的距离设置为0mm至5mm，用于模拟低阻击穿故障；

其中，所述第一放电极(31)与所述第二放电极(32)之间的距离设置为2cm以上，用于模拟断路故障。

2.根据权利要求1所述的电缆故障模拟器，其特征在于，所述第一端子与所述第二端子位置相邻。

3.一种电缆故障模拟系统，其特征在于，包括权利要求1或2中所述的电缆故障模拟器。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：检测设备(4)，与所述电缆故障模拟器中的放电球(3)连接，用于检测并显示所述电缆故障模拟器的模拟结果。