CN105913738B - 一种高压电缆外护套故障查找模拟教学装置 - Google Patents

一种高压电缆外护套故障查找模拟教学装置 Download PDF

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Abstract

一种高压电缆外护套故障查找模拟教学装置，包括平台(19)；平台(19)分为四个区域，分别为交叉互联箱与直接接地箱模拟区域(I)、A相线区域(II)、B相线区域(III)和C相线区域(IV)。本发明是在薄钢板上贴附环氧树脂膜来搭建一个具有相对硬度的平台，同时保证其足够的绝缘性能。根据部件的分布情况，对平台设置端口，使其可拆卸，携带方便，易于收纳保管。利用半导电带与绝缘胶带按一定规律对电线进行缠绕，模拟真实电缆的绝缘层与半导体层结构，并在相关位置设置开口制造接地模拟接地故障。

Description

一种高压电缆外护套故障查找模拟教学装置
技术领域
本发明属电力行业，属于高压电缆外护套故障查找模拟教学技术领域，具体涉及一种高压电缆外护套故障查找模拟教学装置。
背景技术
随着城市化的发展，高压架空线入地作电缆正成为一种电力行业适应城市发展的新趋势。随着电缆运维线路距离的加长，范围的拓广，高压电缆外护套的故障的发生也日趋频繁，这无异于对电缆运维人员的故障查找技术及电缆运维后备队伍的培训建设提出了新的要求。
在高压电缆外护套故障查找的过程中，涉及高压电桥、电缆故障定位电源、跨步电压指示仪等多种仪器，同时使用到电桥法、压降法、跨步电压法、电位比较法等多种方法，对运维人员的学习掌握能力是一种考验，而在日常的培训当中又缺乏一个统一的全面的教学机会，使得工作人员的在外护套故障查找技术方面技术参差不齐，难以有效的培养起故障查找方面的成熟技术人才，同时故障实景教学又面临着故障发生的不定性问题，人员的培训难以有规律的展开，使得难得积累的技艺又变得生疏。
面对上述问题，在传统的教学中常常通过搭建实景场地，还原故障场景来实现对人员的统一教学，但庞大的土地租赁费用及故障场景还原费用又使得中小型电缆运维企业难以负担，使其难以推广，面对高压电缆外护套故障日趋频繁的现状，实景教学又面临着负担重、难推广的窘境，对此，我们迫切的需要一种高效，全面、简洁、实用的教学装置。
发明内容
本发明正是为了克服上述现有技术的不足而设计的一种能够高效集约化模拟展示高压电缆外护套故障的教学装置，通过在一定大小的空间上利用器件搭建一个平台以模拟还原高压电缆外护套在实际的排管环境与直埋环境的故障情况，使其能够满足电桥法、压降法、跨步电压法、电位比较法在平台上的运用展示。
本发明是通过如下技术方案来实现的。
一种高压电缆外护套故障查找模拟教学装置，本发明特征在于：包括平台；平台分为四个区域，分别为交叉互联箱与直接接地箱模拟区域、A相线区域、B相线区域和C相线区域；在交叉互联箱与直接接地箱模拟区域固定设有直接接地箱模拟槽盒A、交叉互联箱模拟槽盒A、交叉互联箱模拟槽盒B和直接接地箱模拟槽盒B；在A相线区域中，电线依序连接接线端子a、接线端子b、接线端子c和接线端子d；在B相线区域中，电线依序连接接线端子e、接接线端子f，且在d1处接地后穿过沙槽，在经d2点接地后从沙槽引出接接线端子g，再连接接线端子h后引出，其中沙槽段电线在d5处接地；在C相线区域中，电线依序连接接线端子i、接线端子j，且经d3处接地后穿过半剖面PVC管，在经d4点接地后引出半剖面PVC管，再依序连接接线端子k、接线端子l后引出，其中在半剖面PVC管段d6处接地。
本发明中，交叉互联箱模拟槽盒A和交叉互联箱模拟槽盒B的结构为：电线由A1点引入接到b1点引出，电线由B1点引入接到c1点引出，电线由C1点引入接到a1点引出。
本发明中，直接接地箱模拟槽盒A和直接接地箱模拟槽盒B的结构为：电线由A2点引入接a2点后引出接地，电线由B2点引入接b2点后引出接地，电线由C2点引入接c2点后引出接地。
本发明中，在平台沿z1z7、z2z8、z3z4、z5z6直线设置断口，使平台沿断口能拆卸。
本发明是在薄钢板上贴附环氧树脂膜来搭建一个具有相对硬度的平台，同时保证其足够的绝缘性能。根据部件的分布情况，对平台设置端口，使其可拆卸，携带方便，易于收纳保管。利用半导电带与绝缘胶带按一定规律对电线进行缠绕，模拟真实电缆的绝缘层与半导体层结构，并在相关位置设置开口制造接地模拟接地故障。
本发明具有以下有益效果：
1、该高压电缆外护套故障查找模拟教学装置可在室内试验完成，有助于更好地教学；
2、高压电缆外护套故障查找模拟教学装置具有通用性、全面性和可行性，能实现现场故障模拟教学验证、改进、优化；
3、本发明是在薄钢板上贴附环氧树脂膜来搭建一个具有相对硬度的平台，同时保证其足够的绝缘性能。根据部件的分布情况，对平台设置端口，使其可拆卸，携带方便，易于收纳保管。利用半导电带与绝缘胶带按一定规律对电线进行缠绕，模拟真实电缆的绝缘层与半导体层结构，并在相关位置设置开口制造接地模拟接地故障。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为交叉互联箱模拟槽盒A和交叉互联箱模拟槽盒B的结构图；
图3为直接接地箱模拟槽盒A和直接接地箱模拟槽盒B的结构图；
图4为电桥法原理图；
图5-1、图5-2为电压降法原理图；
图6为跨步电压法原理图。
具体实施方式
见图1-图3，一种高压电缆外护套故障查找模拟教学装置，本发明特征在于：包括平台19；平台19分为四个区域，分别为交叉互联箱与直接接地箱模拟区域I、A相线区域II、B相线区域III和C相线区域IV；在交叉互联箱与直接接地箱模拟区域I固定设有直接接地箱模拟槽盒A1、交叉互联箱模拟槽盒A2、交叉互联箱模拟槽盒B3和直接接地箱模拟槽盒B4；在A相线区域II中，电线依序连接接线端子a5、接线端子b6、接线端子c7和接线端子d8；在B相线区域III中，电线依序连接接线端子e9、接接线端子f10，且在d1处接地后穿过沙槽11，在经d2点接地后从沙槽引出接接线端子g12，再连接接线端子h13后引出，其中沙槽段电线在d5处接地；
在C相线区域IV中，电线依序连接接线端子i14、接线端子j15，且经d3处接地后穿过半剖面PVC管16，在经d4点接地后引出半剖面PVC管16，再依序连接接线端子k17、接线端子l18后引出，其中在半剖面PVC管16段d6处接地。
本发明中，交叉互联箱模拟槽盒A2和交叉互联箱模拟槽盒B3的结构为：电线由A1点引入接到b1点引出，电线由B1点引入接到c1点引出，电线由C1点引入接到a1点引出。
本发明中，直接接地箱模拟槽盒A1和直接接地箱模拟槽盒B4的结构为：电线由A2点引入接a2点后引出接地，电线由B2点引入接b2点后引出接地，电线由C2点引入接c2点后引出接地。
本发明中，在平台19沿z1z7、z2z8、z3z4、z5z6直线设置断口，使平台19沿断口能拆卸。
1、本发明具体结构设置与工作原理
选择在薄钢板上贴附环氧树脂膜来搭建一个具有相对硬度的平台，同时保证其足够的绝缘性能。根据部件的分布情况，对平台设置端口，使其可拆卸，携带方便，易于收纳保管。
利用半导电带与绝缘胶带按一定规律对电线进行缠绕，模拟真实电缆的绝缘层与半导体层结构，并在相关位置设置开口制造接地模拟接地故障。
2、高压电缆外护套故障查找模拟教学平台结构确定
确定整体结构为1.2m*2m的平台，平台横置，从上至下分为四个区域，分别为交叉互联箱与直接接地箱模拟区域，A相线区域，B相线区域，C相线区域。
在交叉互联箱与直接接地箱模拟区域，设置了四个模拟槽盒，分别模拟交叉互联箱与直接接地箱的工作原理，其中，直接接地箱模拟槽盒A1和直接接地箱模拟槽盒B4的其接线原理为图3所示，电线由A2点引入接a2点后引出接地，电线由B2点引入接b2点后引出接地，电线由C2点引入接c2点后引出接地。
交叉互联箱模拟槽盒A2和交叉互联箱模拟槽盒B3的接线原理为图2所示，电线由A1点引入接到b1点引出，电线由B1点引入接到c1点引出，电线由C1点引入接到a1点引出。
A相线设置为完好相作为故障相的参照，线路完好不设置故障，电线引入穿过接线端子5，接接线端子6，接接线端子7，接接线端子8引出；
B相线为高压电缆在直埋环境下的故障模拟相，电线引入穿过接线端子9接接线端子10在的d1处接地后穿过沙槽11，在经d2点接地后从沙槽引出接接线端子12接接线端子13后引出，其中沙槽段电线在d5处接地模拟故障接地；
C相线为高压电缆在排管环境下的故障模拟相，电线引入穿过接线端子14接接线端子15经d3处接地后穿过半剖面PVC管16，经d4点接地后引出半剖面PVC管16，接接线端子17，接接线端子18引出，半剖面PVC管16模拟排管环境，d6点接地处模拟故障接地。
3、平台的使用方法
以下列举了本平台适用的四种高压电缆外护套查找方法。
任何一种方法在使用前，首先应使用绝缘电阻表测得一相电缆外护套绝缘电阻值低于0.5MΩ/km，确认该相电缆外护套存在故障点，并已知该段电缆的长度L，B相故障点为故障一，C相故障点为故障二。
3.1电桥法
电桥法主要用于高压电桥对故障点的预定位，即确定故障点的大概位置。两故障点均可使用该方法测量故障点位置。
首先，测试每相电缆护层绝缘状况并做详细记录。然后，选择绝缘最好的一相(即A相)为辅助相，与故障相(B、C相中选一)连接，原理如图4所示,图示中B相可替换为C相，原理一致。
测得P值，带入公式即可求得故障点距离L1：
L1＝2·P‰·L 式(1)
3.2电压降法
电压降法用于电缆故障定位电源对故障点的预定位。故障点一、二均可使用该方法测量故障点位置。
首先，测试每相电缆护层绝缘状况并做详细记录。然后，选择绝缘最好的一相(即A相)为辅助相，与故障相(B、C相中选一)连接，原理如图5-1、图5-2.,图中辅助相为A相，故障电缆可以指代B相、C相中任意一相。
根据图5-1、图5-2，先后测得U1、U2带入公式可求得故障点距离L1:
L1＝2L·U1/(U1+U2) 式(2)
3.3跨步电压法
跨步电压法用于直埋电缆的故障查找及预定位后的精确查找。故障点二可使用该方法精确定位故障。
使用电缆故障定位电源对故障相施加脉冲电流，将跨步电压指示仪的两探针置于故障点附近，根据指针偏转确定故障点方向。当指示仪指针在0位左右轻微偏转时，两探针之间即为故障点。原理图如图6所示，图中所示电缆段指代B相、C相中任意一相皆可。
3.4电位比较法
电位比较法用于排管中电缆的故障查找及预定位后的精确查找。故障点一可使用该方法精确定位故障。
当使用电缆故障定位电源对故障相施加电压后，故障点两侧的电位将随与故障点的距离增加而降低。使用万用表直流电压挡测量，电位最高点即为故障点。

Claims (4)

1.一种高压电缆外护套故障查找模拟教学装置，其特征在于：包括平台(19)；平台(19)分为四个区域，分别为交叉互联箱与直接接地箱模拟区域(I)、A相线区域(II)、B相线区域(III)和C相线区域(IV)；
在交叉互联箱与直接接地箱模拟区域(I)固定设有直接接地箱模拟槽盒A(1)、交叉互联箱模拟槽盒A(2)、交叉互联箱模拟槽盒B(3)和直接接地箱模拟槽盒B(4)；
在A相线区域(II)中，电线依序连接接线端子a(5)、接线端子b(6)、接线端子c(7)和接线端子d(8)；
在B相线区域(III)中，电线依序连接接线端子e(9)、接接线端子f(10)，且在位置A(d1)处接地后穿过沙槽(11)，在经位置B(d2)点接地后从沙槽引出接接线端子g(12)，再连接接线端子h(13)后引出，其中沙槽段电线在位置E(d5)处接地；
在C相线区域(IV)中，电线依序连接接线端子i(14)、接线端子j(15)，且经位置C(d3)处接地后穿过半剖面PVC管(16)，在经位置D(d4)点接地后引出半剖面PVC管(16)，再依序连接接线端子k(17)、接线端子l(18)后引出，其中在半剖面PVC管(16)段位置F(d6)处接地。
2.根据权利要求1所述的一种高压电缆外护套故障查找模拟教学装置，其特征在于，交叉互联箱模拟槽盒A(2)和交叉互联箱模拟槽盒B(3)的结构为：电线由位置G(A1)点引入接到位置H(b1)点引出，电线由位置I(B1)点引入接到位置J(c1)点引出，电线由位置K(C1)点引入接到位置L(a1)点引出。
3.根据权利要求1所述的一种高压电缆外护套故障查找模拟教学装置，其特征在于，直接接地箱模拟槽盒A(1)和直接接地箱模拟槽盒B(4)的结构为：电线由位置M(A2)点引入接位置N(a2)点后引出接地，电线由位置O(B2)点引入接位置P(b2)点后引出接地，电线由位置Q(C2)点引入接位置R(c2)点后引出接地。
4.根据权利要求1所述的一种高压电缆外护套故障查找模拟教学装置，其特征在于，在平台(19)沿位置S(z1)和位置T(z7)、位置U(z2)和位置V(z8)、位置W(z3)和位置X(z4)、位置Y(z5)和位置Z(z6)的直线设置断口，使平台(19)沿断口能拆卸。
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