CN114137354A - 低压配网漏电仿真模拟系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了低压配网漏电仿真模拟系统，包括电路安装板、灯路外壳和路灯，还包括模拟系统、隔离变压器和路灯总开关，所述模拟系统包括小型干式变压器、空气开关、时控开关、负载装置和电阻及电线，所述小型干式变压器、空气开关、时控开关、负载装置和电阻及电线相继通过螺栓装配于电路安装板上，所述灯路外壳通过螺纹与电路安装板安装连接，所述路灯与灯路外壳插接口螺纹安装连接，所述电路安装板一端通过螺栓装配有路灯总开关。为工作过程的试验提供了必要的数据采集环境，也为其他的研发项目提供了依据和准确的大数据支持。模拟仿真系统的诞生，降低了人力资源的浪费，也提高了工作效率，降低了工作的危险系数。

Description

低压配网漏电仿真模拟系统
技术领域
本发明属于电路模拟技术领域，具体涉及低压配网漏电仿真模拟系统。
背景技术
根据IEC规定的各种保护方式、术语概念,低压配电系统按接地方式的不同分为三类,即TT、TN和IT系统，本发明涵盖了目前低压配网主要的接线方式，可通过开关调节，随意切换IT、TT、TN（包括TN-S\TN-C\TN-S-C）系统，可以随意调节的负载和电阻，达到模拟现实中常见的故障及现场情况。
日常中，要找到合适的现场测试及采集环境，极为不便。即使有合适的环境无法长时间或者随时随地的进行数据采集和试验，致使许多需要数据支撑的工作，无法顺利进行。
正常低压线路通电运行时，由于绝缘层介质特性及分布电容的影响，总存在一定的漏电流。其特点是漏电流沿线路均匀分布，线路每处通过微小电流，并不对线路绝缘造成损害。但线路老化、损毁等情况时，线路容易发生非正常漏电。漏电主要集中在线路故障处并通过接地点流入大地，流回接地中性点。绝缘导线陈旧老化，导线受潮、高温、腐蚀而被击穿，安装维修中损坏，用电设备对地绝缘损坏等都是漏电流超标的原因。为此，我们提出低压配网漏电仿真模拟系统。
发明内容
本发明的目的在于提供低压配网漏电仿真模拟系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：低压配网漏电仿真模拟系统，包括电路安装板、灯路外壳和路灯，还包括模拟系统、隔离变压器和路灯总开关，所述模拟系统包括小型干式变压器、空气开关、时控开关、负载装置和电阻及电线，所述小型干式变压器、空气开关、时控开关、负载装置和电阻及电线相继通过螺栓装配于电路安装板上，所述灯路外壳通过螺纹与电路安装板安装连接，所述路灯与灯路外壳插接口螺纹安装连接，所述电路安装板一端通过螺栓装配有路灯总开关。
进一步地，所述电路安装板背部通过螺栓装配支撑架，所述电路安装板一端设有隔离变压器，所述模拟系统还包括A、B、C、N相电路，所述A、B、C相电路，分别与对应位置的灯路外壳通过导线构成电连接，所述路灯总开关与隔离变压器构成电连接，所述路灯总开关通过导线装配连接有空气开关，所述隔离变压器与各组灯总开关的空气开关通过导线构成PE线路。
进一步地，所述N相与PE线路短接，所述模拟系统还包括IT模式、TT模式、TN-C模式、TN-S模式、TN-C-S模式的低压配网。
进一步地，所述电阻控制电和负载的调整，改变、控制电流方向。
低压配网漏电仿真模拟系统的操作方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤一：通过小型干式变压器、空气开关、时控开关、负载装置和电阻及电线组成的组合机构，仿真模拟出IT、TT、TN-C、TN-S、TN-C-S的低压配网，利用空气开关的调整，完成中性点接地，外壳接地等形式切换；
步骤二：通过电阻控制电和负载的调整，改变、控制电流方向，可以仿真模拟出一些常见的低压配网漏电情况，利用测控装置获取数据，为电网工作及科技研发提供重要的数据支撑；
步骤三：确认总开关、负荷开关和模拟漏电开关均为断开状态，进行TT模式操作：
1）.操作【N相断线模拟空关】为：闭合；
2）.操作【外壳直接接地空开】为：闭合；
3）.操作【外壳接PE线空开】为：断开；
4）.操作【IT/TN或TT模式空开】为：闭合；
5）.完成TT模式切换；
步骤四：确认总开关、负荷开关和模拟漏电开关均为断开状态，进行TN-S模式操作：
1）.确认N线和PE线没有短接；
2）.操作【TN-C/TN-S模式切换空关】为：闭合；
3）.操作【N相断线模拟开关】为：闭合；
4）.操作【外壳直接接地空开】为：闭合，并安装合适的接地电阻；
5）.操作【外壳接PE线空开】为：闭合；
6）.操作【IT/TN或TT模式空开】为：闭合；
7）.完成TN-S模式切换；
步骤五：确认总开关、负荷开关和模拟漏电开关均为断开状态，进行TN-C模式操作：
1）.N相与PE线短接；
2）.操作【TN-C/TN-S模式切换空关】为：断开；
3）.操作【N相断线模拟空关】为：闭合；
4）.操作【外壳直接接地空开】为：闭合，并安装合适的接地电阻；
5）.操作【外壳接PE线空开】为：闭合；
6）.操作【IT/TN或TT模式空开】为：闭合；
7）.完成TN-C模式切换；
步骤六：A、B、C各相分别连接了不同功率的照明灯泡，来模拟路灯，断路器开关控制，形成中性点直接接地、带电部分绝缘、外壳接地，且将N相与PE线短接，操作【TN-C/TN-S模式切换空关】、【N相断线模拟空关】、【外壳直接接地空开】、【外壳接PE线空开】和【IT/TN或TT模式空开】闭合即可以满足TN-C系统的工作零线（N线）与保护零线（PE线）合为一线的PEN线的工作模式，并切换成TN-C。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.为工作过程的试验提供了必要的数据采集环境，也为其他的研发项目提供了依据和准确的大数据支持。模拟仿真系统的诞生，降低了人力资源的浪费，也提高了工作效率，降低了工作的危险系数。
2.通过电阻控制电和负载的调整，改变、控制电流方向，可以仿真模拟出一些常见的低压配网漏电情况，利用测控装置获取数据，为电网工作及科技研发提供重要的数据支撑。
3.通过电气元件的组合，利用空气开关的调整，完成中性点接地，外壳接地等形式切换，仿真模拟出IT、TT、TN-C、TN-S、TN-C-S的低压配网。
4.拟研发适用于中性点接地和中性点不接地的供电系统电网电力线的漏电监控系统，有效预警漏电，保障用电安全及人员安全。
附图说明
图1为本发明低压配网漏电仿真模拟系统的电器装配结构示意图。
图2为本发明低压配网漏电仿真模拟系统的电器连接示意图。
图中：1、电路安装板；2、灯路外壳；3、路灯；4、路灯总开关；5、隔离变压器；6、支撑架。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1-2所示，低压配网漏电仿真模拟系统，包括电路安装板1、灯路外壳2和路灯3，还包括模拟系统、隔离变压器5和路灯总开关4，所述模拟系统包括小型干式变压器、空气开关、时控开关、负载装置和电阻及电线，所述小型干式变压器、空气开关、时控开关、负载装置和电阻及电线相继通过螺栓装配于电路安装板1上，所述灯路外壳2通过螺纹与电路安装板1安装连接，所述路灯3与灯路外壳2插接口螺纹安装连接，所述电路安装板1一端通过螺栓装配有路灯总开关4。
其中，所述电路安装板1背部通过螺栓装配支撑架6，所述电路安装板1一端设有隔离变压器5，所述模拟系统还包括A、B、C、N相电路，所述A、B、C相电路，分别与对应位置的灯路外壳2通过导线构成电连接，所述路灯总开关4与隔离变压器5构成电连接，所述路灯总开关4通过导线装配连接有空气开关，所述隔离变压器5与各组灯总开关4的空气开关通过导线构成PE线路。
其中，所述N相与PE线路短接，所述模拟系统还包括IT模式、TT模式、TN-C模式、TN-S模式、TN-C-S模式的低压配网。
其中，所述电阻控制电和负载的调整，改变、控制电流方向。
低压配网漏电仿真模拟系统的操作方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤一：通过小型干式变压器、空气开关、时控开关、负载装置和电阻及电线组成的组合机构，仿真模拟出IT、TT、TN-C、TN-S、TN-C-S的低压配网，利用空气开关的调整，完成中性点接地，外壳接地等形式切换；
步骤二：通过电阻控制电和负载的调整，改变、控制电流方向，可以仿真模拟出一些常见的低压配网漏电情况，利用测控装置获取数据，为电网工作及科技研发提供重要的数据支撑；
步骤三：确认总开关、负荷开关和模拟漏电开关均为断开状态，进行TT模式操作：
1）.操作【N相断线模拟空关】为：闭合；
2）.操作【外壳直接接地空开】为：闭合；
3）.操作【外壳接PE线空开】为：断开；
4）.操作【IT/TN或TT模式空开】为：闭合；
5）.完成TT模式切换；
步骤四：确认总开关、负荷开关和模拟漏电开关均为断开状态，进行TN-S模式操作：
1）.确认N线和PE线没有短接；
2）.操作【TN-C/TN-S模式切换空关】为：闭合；
3）.操作【N相断线模拟开关】为：闭合；
4）.操作【外壳直接接地空开】为：闭合，并安装合适的接地电阻；
5）.操作【外壳接PE线空开】为：闭合；
6）.操作【IT/TN或TT模式空开】为：闭合；
7）.完成TN-S模式切换；
步骤五：确认总开关、负荷开关和模拟漏电开关均为断开状态，进行TN-C模式操作：
1）.N相与PE线短接；
2）.操作【TN-C/TN-S模式切换空关】为：断开；
3）.操作【N相断线模拟空关】为：闭合；
4）.操作【外壳直接接地空开】为：闭合，并安装合适的接地电阻；
5）.操作【外壳接PE线空开】为：闭合；
6）.操作【IT/TN或TT模式空开】为：闭合；
7）.完成TN-C模式切换；
步骤六：A、B、C各相分别连接了不同功率的照明灯泡，来模拟路灯，断路器开关控制，形成中性点直接接地、带电部分绝缘、外壳接地，且将N相与PE线短接，操作【TN-C/TN-S模式切换空关】、【N相断线模拟空关】、【外壳直接接地空开】、【外壳接PE线空开】和【IT/TN或TT模式空开】闭合即可以满足TN-C系统的工作零线（N线）与保护零线（PE线）合为一线的PEN线的工作模式，并切换成TN-C。
本发明的工作原理及使用流程：通过电阻控制电和负载的调整，改变、控制电流方向，可以仿真模拟出一些常见的低压配网漏电情况，利用测控装置获取数据，为电网工作及科技研发提供重要的数据支撑；通过电气元件的组合，利用空气开关的调整，完成中性点接地，外壳接地等形式切换，仿真模拟出IT、TT、TN-C、TN-S、TN-C-S的低压配网；拟研发适用于中性点接地和中性点不接地的供电系统电网电力线的漏电监控系统，有效预警漏电，保障用电安全及人员安全；为工作过程的试验提供了必要的数据采集环境，也为其他的研发项目提供了依据和准确的大数据支持。模拟仿真系统的诞生，降低了人力资源的浪费，也提高了工作效率，降低了工作的危险系数。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.低压配网漏电仿真模拟系统，包括电路安装板（1）、灯路外壳（2）和路灯（3），其特征在于，还包括模拟系统、隔离变压器（5）和路灯总开关（4），所述模拟系统包括小型干式变压器、空气开关、时控开关、负载装置和电阻及电线，所述小型干式变压器、空气开关、时控开关、负载装置和电阻及电线相继通过螺栓装配于电路安装板（1）上，所述灯路外壳（2）通过螺纹与电路安装板（1）安装连接，所述路灯（3）与灯路外壳（2）插接口螺纹安装连接，所述电路安装板（1）一端通过螺栓装配有路灯总开关（4）。
2.根据权利要求1所述的低压配网漏电仿真模拟系统，其特征在于：所述电路安装板（1）背部通过螺栓装配支撑架（6），所述电路安装板（1）一端设有隔离变压器（5），所述模拟系统还包括A、B、C、N相电路，所述A、B、C相电路，分别与对应位置的灯路外壳（2）通过导线构成电连接，所述路灯总开关（4）与隔离变压器（5）构成电连接，所述路灯总开关（4）通过导线装配连接有空气开关，所述隔离变压器（5）与各组灯总开关（4）的空气开关通过导线构成PE线路。
3.根据权利要求2所述的低压配网漏电仿真模拟系统，其特征在于：所述N相与PE线路短接，所述模拟系统还包括IT模式、TT模式、TN-C模式、TN-S模式、TN-C-S模式的低压配网。
4.根据权利要求1所述的低压配网漏电仿真模拟系统，其特征在于：所述电阻控制电和负载的调整，改变、控制电流方向。
5.基于权利要求1-4所述的低压配网漏电仿真模拟系统的操作方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤一：通过小型干式变压器、空气开关、时控开关、负载装置和电阻及电线组成的组合机构，仿真模拟出IT、TT、TN-C、TN-S、TN-C-S的低压配网，利用空气开关的调整，完成中性点接地，外壳接地等形式切换；
步骤二：通过电阻控制电和负载的调整，改变、控制电流方向，可以仿真模拟出一些常见的低压配网漏电情况，利用测控装置获取数据，为电网工作及科技研发提供重要的数据支撑；
步骤三：确认总开关、负荷开关和模拟漏电开关均为断开状态，进行TT模式操作：
1）.操作【N相断线模拟空关】为：闭合；
2）.操作【外壳直接接地空开】为：闭合；
3）.操作【外壳接PE线空开】为：断开；
4）.操作【IT/TN或TT模式空开】为：闭合；
5）.完成TT模式切换；
步骤四：确认总开关、负荷开关和模拟漏电开关均为断开状态，进行TN-S模式操作：
1）.确认N线和PE线没有短接；
2）.操作【TN-C/TN-S模式切换空关】为：闭合；
3）.操作【N相断线模拟开关】为：闭合；
4）.操作【外壳直接接地空开】为：闭合，并安装合适的接地电阻；
5）.操作【外壳接PE线空开】为：闭合；
6）.操作【IT/TN或TT模式空开】为：闭合；
7）.完成TN-S模式切换；
步骤五：确认总开关、负荷开关和模拟漏电开关均为断开状态，进行TN-C模式操作：
1）.N相与PE线短接；
2）.操作【TN-C/TN-S模式切换空关】为：断开；
3）.操作【N相断线模拟空关】为：闭合；
4）.操作【外壳直接接地空开】为：闭合，并安装合适的接地电阻；
5）.操作【外壳接PE线空开】为：闭合；
6）.操作【IT/TN或TT模式空开】为：闭合；
7）.完成TN-C模式切换；
步骤六：A、B、C各相分别连接了不同功率的照明灯泡，来模拟路灯，断路器开关控制，形成中性点直接接地、带电部分绝缘、外壳接地，且将N相与PE线短接，操作【TN-C/TN-S模式切换空关】、【N相断线模拟空关】、【外壳直接接地空开】、【外壳接PE线空开】和【IT/TN或TT模式空开】闭合即可以满足TN-C系统的工作零线（N线）与保护零线（PE线）合为一线的PEN线的工作模式，并切换成TN-C。
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黎安明;: "低压配网中供电接地系统的应用", 中国高新技术企业, no. 07 *

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