CN111398850A - 依据电力电缆故障点放电特性设计的故障点模拟装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电缆故障测试设备的技术领域，更具体地，涉及依据电力电缆故障点放电特性设计的故障点模拟装置及方法。依据电力电缆故障点放电特性设计的故障点模拟装置，包括故障切换开关、高阻故障设置模块、低阻故障设置模块、闪络故障设置模块、完好状态设置模块；高阻故障设置模块、低阻故障设置模块、闪络故障设置模块、完好状态设置模块并联在一起；故障切换开关分别连接上述4个模块；最终连接至电缆故障预设点。本发明真实模拟实际故障类型，节约培训成本；非专属设备产品，可与各厂家设备配合使用；可连接在电缆的不同位置，移动设置方便；故障电阻随电压不同自行改变电阻值，符合电缆实际故障性质；可形成不同难度的波形，适合不同技术水平的培训。

Description

依据电力电缆故障点放电特性设计的故障点模拟装置及方法
技术领域
本发明涉及电缆故障测试设备的技术领域，更具体地，涉及依据电力电缆故障点放电特性设计的故障点模拟装置及方法。
背景技术
现有的故障模拟系统，在故障点特性研究不够，只能设置成高阻、低阻、断线等性质，与实际电缆故障点特性不符，需要考虑电缆故障放电通道的形状、通道周围介质的性质，以及不同运行条件下击穿电压和电流等因素的影响，来进行电缆故障电弧动态模型的建立和分析，目前既没有分析、研究，更谈不上在示范工程的应用。
不同类型故障具有不同的特性，在进行故障定位时，各类型故障对电磁波等传输信号的影响不同。在进行故障模拟时，要考虑到发热、电场等各种因素的影响，且要尽量减少对电缆示范线路的损伤。模拟出的故障特征要稳定，参数与实际电缆故障一致，能被各种电缆故障检测仪表按正常的故障探测方法检测出，模拟故障的测试波形应与实际故障的测试波形一致。进行不同故障的模拟设计，并开发成成套装置，在模拟故障检测时，将电缆的合适位置及一些特殊位置布置可以替换的故障模拟装置，并用检测装置进行故障识别定位。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题，提供依据电力电缆故障点放电特性设计的故障点模拟装置及方法，可真实模拟实际故障类型，节约培训成本；非专属设备产品，可与各厂家设备配合使用；可连接在电缆的不同位置，移动设置方便；故障电阻随电压不同自行改变电阻值，符合电缆实际故障性质。
本发明的技术方案是：依据电力电缆故障点放电特性设计的故障点模拟装置，其中，包括故障切换开关、高阻故障设置模块、低阻故障设置模块、闪络故障设置模块、完好状态设置模块；
所述的高阻故障设置模块、低阻故障设置模块、闪络故障设置模块、完好状态设置模块并联在一起；故障切换开关分别连接上述4个模块；最终连接至电缆故障预设点。
进一步的，通过高压同轴线连接至电缆故障预设点。
进一步的，所述的高阻故障设置模块由放电间隙、放电电阻和放电开关管组成，放电电阻与放电开关管串联然后与放电间隙并联连接。
进一步的，所述的低阻故障设置模块由电阻构成。
进一步的，所述的低阻故障设置模块由高电压、大功率、低阻值的电阻构成。
进一步的，所述的闪络故障设置模块由放电间隙构成。
进一步的，应用所述的依据电力电缆故障点放电特性设计的故障点模拟装置的方法，其中：包括以下步骤：
将高阻故障设置模块、低阻故障设置模块、闪络故障设置模块、完好状态设置模块并联在一起，故障切换开关分别连接上述4个模块实现故障点类型的切换，最终通过高压同轴线连接至电缆故障预设点，形成模拟的电缆故障。
所述的高阻故障设置模块中，当测试电压低于放电开关管电压时，测试电阻值为无穷大。当测试电压高于放电开关管低于放电间隙击穿电压时，测试电阻值为放电电阻阻值。当测试电压高于放电间隙时，测试电阻值为零，放电间隙击穿。
与现有技术相比，有益效果是：本发明真实模拟实际故障类型，节约培训成本；非专属设备产品，可与各厂家设备配合使用；可连接在电缆的不同位置，移动设置方便；故障电阻随电压不同自行改变电阻值，符合电缆实际故障性质；可形成不同难度的波形，适合不同技术水平的培训。
附图说明
图1是本发明高阻故障等效图。
图2是本发明闪络故障等效图。
图3是本发明低阻故障等效图。
图4是本发明故障切换图。
图5是本发明故障切换原理框图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
本装置可模拟各种电缆故障(低阻、闪络、高阻)；故障点模拟装置可重复利用，故障模拟装置满足32kV的绝缘要求并可实现各种故障的转换(低阻、闪络、高阻、完好)。
如图1中，高阻故障设置模块由放电间隙、放电电阻和放电开关管组成，放电电阻与放电开关管串联然后与放电间隙并联连接。当测试电压低于放电开关管电压时，测试电阻值为无穷大；当测试电压高于放电开关管低于放电间隙击穿电压时，测试电阻值为放电电阻阻值；当测试电压高于放电间隙时，测试电阻值为零，间隙击穿。
如图3中，低阻故障设置模块由高电压、大功率、低阻值的电阻构成，更接近真正故障点低阻特性。
如图2中，闪络故障设置模块由放电间隙构成，该间隙耐压高、绝缘能力强，可以承受高电压放电。可以进行各种耐压试验击穿现象，实现闪络故障的模拟再现。
如图4、5中，依据电力电缆故障点放电特性设计的故障点模拟装置，其中，包括故障切换开关、高阻故障设置模块、低阻故障设置模块、闪络故障设置模块、完好状态设置模块；
高阻故障设置模块、低阻故障设置模块、闪络故障设置模块、完好状态设置模块并联在一起；故障切换开关分别连接上述4个模块；最终连接至电缆故障预设点。
故障切换的原理框图如图5所示，将电缆故障类型分为四种，其中完好为电缆无故障；高阻为电缆高阻接地故障；低阻为电缆低阻接地故障；闪络为电缆闪络接地故障。在工作中，根据设置的需求选择不同的档位进行切换，开关具有唯一性，每次有且仅有一种工作状态连接，设置好某种故障类型后就可以进行故障测试了。如果不需要设置故障点，则将开关旋至完好状态即可。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.依据电力电缆故障点放电特性设计的故障点模拟装置，其特征在于，包括故障切换开关、高阻故障设置模块、低阻故障设置模块、闪络故障设置模块、完好状态设置模块；
所述的高阻故障设置模块、低阻故障设置模块、闪络故障设置模块、完好状态设置模块并联在一起；故障切换开关分别连接上述4个模块；最终连接至电缆故障预设点。
2.根据权利要求1所述的依据电力电缆故障点放电特性设计的故障点模拟装置，其特征在于：通过高压同轴线连接至电缆故障预设点。
3.根据权利要求2所述的依据电力电缆故障点放电特性设计的故障点模拟装置，其特征在于：所述的高阻故障设置模块由放电间隙、放电电阻和放电开关管组成，放电电阻与放电开关管串联然后与放电间隙并联连接。
4.根据权利要求3所述的依据电力电缆故障点放电特性设计的故障点模拟装置，其特征在于：所述的低阻故障设置模块由电阻构成。
5.根据权利要求4所述的依据电力电缆故障点放电特性设计的故障点模拟装置，其特征在于：所述的低阻故障设置模块由高电压、大功率、低阻值的电阻构成。
6.根据权利要求5所述的依据电力电缆故障点放电特性设计的故障点模拟装置，其特征在于：所述的闪络故障设置模块由放电间隙构成。
7.应用权利要求6所述的依据电力电缆故障点放电特性设计的故障点模拟装置的方法，其特征在于：包括以下步骤：
将高阻故障设置模块、低阻故障设置模块、闪络故障设置模块、完好状态设置模块并联在一起，故障切换开关分别连接上述4个模块实现故障点类型的切换，最终通过高压同轴线连接至电缆故障预设点，形成模拟的电缆故障。
8.根据权利要求7所述的应用依据电力电缆故障点放电特性设计的故障点模拟装置的方法，其特征在于：所述的高阻故障设置模块中，当测试电压低于放电开关管电压时，测试电阻值为无穷大。
9.根据权利要求7所述的应用依据电力电缆故障点放电特性设计的故障点模拟装置的方法，其特征在于：所述的高阻故障设置模块中，当测试电压高于放电开关管低于放电间隙击穿电压时，测试电阻值为放电电阻阻值。
10.根据权利要求7所述的应用依据电力电缆故障点放电特性设计的故障点模拟装置的方法，其特征在于：所述的高阻故障设置模块中，当测试电压高于放电间隙时，测试电阻值为零，放电间隙击穿。
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