CN114863747A - 一种高压电力电缆故障模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高压电力电缆故障模拟装置,包括,依次连接的交互单元、通信单元及控制单元;所述交互单元,用以根据输入的故障模拟指令生成对应的模拟信息,其中,所述故障信息至少包括故障类型、故障开始时间及故障结束时间;所述通信单元,用以将模拟信息输出至所述控制单元并将所述控制单元实时采集的模拟状态回传至所述交互单元;所述控制单元,用以根据接收的模拟信息对高压电力电缆的故障进行模拟。本发明满足各类试验仪器对电缆进行故障定位、工频耐压试验等预防性试验的仿真培训需求。
Description
技术领域
本发明涉及高压电力电缆故障模拟技术领域,特别是涉及一种高压电力电缆故障模拟装置。
背景技术
高压电气试验领域,主要在仿真培训教学环境中,因为在实际生产运行过程中,电缆的故障情况不是每时每刻都会发生且能遇到的,为了反复展现故障情况,且不必多次去破坏正常的高压电缆,所以需要高压电力电缆的故障模拟装置进行训练。对于现有的10kV高压电力电缆的故障模拟装置,无法适用于电力电缆的故障测寻定位、高压电气试验功能的仿真型实训设备,实现电力电缆主绝缘故障、高压电缆护层故障、电缆断线、低阻短路、高值故障模拟功能;无法满足各类试验仪器对电缆进行故障定位、工频耐压试验等预防性试验的仿真培训需求,进而对于提升电缆电气试验及检修人员的专业技术水平、规范操作流程、安全防护意识的培训效果存在一定的缺失。
发明内容
本发明的目的在于,提出一种高压电力电缆故障模拟装置,解决现有装置无法满足各类试验仪器对电缆进行故障定位、工频耐压试验等预防性试验的仿真培训需求的技术问题。
一方面,提供一种高压电力电缆故障模拟装置,包括:
依次连接的交互单元、通信单元及控制单元;
所述交互单元,用以根据输入的故障模拟指令生成对应的模拟信息,其中,所述故障信息至少包括故障类型、故障开始时间及故障结束时间;
所述通信单元,用以将模拟信息输出至所述控制单元并将所述控制单元实时采集的模拟状态回传至所述交互单元;
所述控制单元,用以根据接收的模拟信息对高压电力电缆的故障进行模拟。
优选地,所述控制单元包括多个控制模块和多组电动推杆;
所述控制模块,由开关电源供电,根据接收的模拟信息从预设的模拟动作库中匹配对用的模拟动作信息,并根据匹配到的模拟动作信息输出对应的控制指令对对应组的电动推杆进行控制;
所述电动推杆,响应于控制模块输出的控制指令进行模拟动作,实现电缆断线、闪络、短路、高低组接地故障。
优选地,所述控制模块包括多个输出端口,所述输出端口与所述电动推杆连接,通过输出正极或负极的直流信号实现所述电动推杆的伸缩。
优选地,所述电动推杆包括隔板、驱动电机和导杆;
所述驱动电机固定于所述隔板上并与对应的输出端口连接,用以根据接收的正极或负极的直流信号进行正方向或反方向转动;
所述导杆,用以当所述驱动电机正方向或反方向转动时,进行伸杆或缩杆。
优选地,所述多组电动推杆包括第一组电动推杆、第二组电动推杆及第三组电动推杆;
所述第一组电动推杆,用以响应于控制模块输出的控制指令,模拟电缆的通断故障;
所述第二组电动推杆,用以响应于控制模块输出的控制指令,模拟电缆的闪络故障;
所述第三组电动推杆,用以响应于控制模块输出的控制指令,模拟电缆的高低组短路故障。
优选地,所述第一组电动推杆包括至少三个电动推杆;
所述电动推杆的导杆分别连接预设的通断故障电缆的A、B、C三相;
所述电动推杆的驱动电机分别连接所述控制模块,并可根据所述控制模块数输出的控制指令单独进行伸杆或缩杆。
优选地,所述第二组电动推杆包括至少三个电动推杆;
所述电动推杆的导杆分别连接预设的闪络故障电缆的A、B、C三相;
所述电动推杆的驱动电机分别连接所述控制模块,并可根据所述控制模块数输出的控制指令单独进行伸杆或缩杆。
优选地,所述第三组电动推杆包至少三个电动推杆;
所述电动推杆的导杆分别连接预设的高低组短路电缆的A、B、C三相;
所述电动推杆的驱动电机分别连接所述控制模块,并可根据所述控制模块数输出的控制指令单独进行伸杆或缩杆。
优选地,所述通信单元通过无线或有限网络连接所述交互单元和所述控制单元,所述通信单元通过多个中心节点连接所述交互单元,所述通信单元通过多个终端节点连接所述控制单元;
其中,所有的所述中心节点同时连接同一个交互单元,一个所述终端节点通过一个控制模块连接一个电动推杆。
优选地,所述交互单元还用于显示生成的模拟信息,并实时显示与模拟信息对应的控制单元的工作状态。
综上,实施本发明的实施例,具有如下的有益效果:
本发明提供的高压电力电缆故障模拟装置,适用于任意具有试验及故障测寻功能的先进仪器进行实操培训,培训学员对电力电缆电气试验的测试方法和故障判断处理能力,满足生产应用需求。目前设计常规故障现象有电缆单线与钢凯层或地、相间或相与地间的断线、闪络、低阻短路和高阻故障模拟,满足电力电缆的运行、调试、交接试验以及电力电缆运行监视、现场试验、预防性试验等培训。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明实施例中一种高压电力电缆故障模拟装置的示意图。
图2为本发明实施例中一种高压电力电缆故障模拟装置的示意图。
图3为本发明实施例中一种高压电力电缆故障模拟装置的示意图。
图4为本发明实施例中一种高低组短路电缆的A、B、C三相的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1和图2所示,为本发明提供的一种高压电力电缆故障模拟装置的一个实施例的示意图。在该实施例中,所述装置包括:
依次连接的交互单元、通信单元及控制单元;也就是,如图3所示,由控制系统软件(交互单元)、无线通信网络(通信单元)、控制单元以及仿真10kV高压电力电缆(预设的通断故障电缆、预设的闪络故障电缆、预设的高低组短路电缆等)四部分组成,如下图所示。本发明的实现思路是先将10kV高压电缆从中间截断,然后剥开线芯,然后将两段线芯分别与电缆故障装置的推杆连接。
本实施例中,所述交互单元,用以根据输入的故障模拟指令生成对应的模拟信息,其中,所述故障信息至少包括故障类型、故障开始时间及故障结束时间;也就是,控制系统软件作为故障模拟装置的逻辑控制中枢,由它决定设置故障的类型以及故障开始和结束的时间。
具体地,所述交互单元还用于显示生成的模拟信息,并实时显示与模拟信息对应的控制单元的工作状态。
本实施例中,所述通信单元,用以将模拟信息输出至所述控制单元并将所述控制单元实时采集的模拟状态回传至所述交互单元;也就是,无线通讯网络作为控制系统软件下发指令的通讯渠道,将控制指令通过zigbee无线通讯网络下发到控制单元。
具体地,所述通信单元通过无线或有限网络连接所述交互单元和所述控制单元,所述通信单元通过多个中心节点连接所述交互单元,所述通信单元通过多个终端节点连接所述控制单元;其中,所有的所述中心节点同时连接同一个交互单元,一个所述终端节点通过一个控制模块连接一个电动推杆。
本实施例中,所述控制单元,用以根据接收的模拟信息对高压电力电缆的故障进行模拟。也就是,由PCB控制板(控制模块)和电动推杆组成,由开关电源供电,然后6路输出接直流电机,通过控制电机所施加直流电源的正负,来实现电机的正反转,从而实现推杆的伸缩,从而实现电缆断线、闪络、短路、高低组接地故障。
具体地,所述控制单元包括多个控制模块和多组电动推杆;所述控制模块,由开关电源供电,根据接收的模拟信息从预设的模拟动作库中匹配对用的模拟动作信息,并根据匹配到的模拟动作信息输出对应的控制指令对对应组的电动推杆进行控制;所述电动推杆,响应于控制模块输出的控制指令进行模拟动作,实现电缆断线、闪络、短路、高低组接地故障。其中,所述控制模块包括多个输出端口,所述输出端口与所述电动推杆连接,通过输出正极或负极的直流信号实现所述电动推杆的伸缩。
其中,所述多组电动推杆包括第一组电动推杆、第二组电动推杆及第三组电动推杆;所述第一组电动推杆,用以响应于控制模块输出的控制指令,模拟电缆的通断故障;所述第二组电动推杆,用以响应于控制模块输出的控制指令,模拟电缆的闪络故障;所述第三组电动推杆,用以响应于控制模块输出的控制指令,模拟电缆的高低组短路故障。再具体地,所述电动推杆包括隔板、驱动电机和导杆;所述第一组电动推杆包括至少三个电动推杆;所述电动推杆的导杆分别连接预设的通断故障电缆的A、B、C三相;所述电动推杆的驱动电机分别连接所述控制模块,并可根据所述控制模块数输出的控制指令单独进行伸杆或缩杆所述驱动电机固定于所述隔板上并与对应的输出端口连接,用以根据接收的正极或负极的直流信号进行正方向或反方向转动。所述第二组电动推杆包括至少三个电动推杆;所述电动推杆的导杆分别连接预设的闪络故障电缆的A、B、C三相;所述电动推杆的驱动电机分别连接所述控制模块,并可根据所述控制模块数输出的控制指令单独进行伸杆或缩杆。如图4所示,所述第三组电动推杆包至少三个电动推杆;所述电动推杆的导杆分别连接预设的高低组短路电缆的A、B、C三相;所述电动推杆的驱动电机分别连接所述控制模块,并可根据所述控制模块数输出的控制指令单独进行伸杆或缩杆,其中,预设的高低组短路电缆中两段不同的电缆通过50kV高温线连接。
所述导杆,用以当所述驱动电机正方向或反方向转动时,进行伸杆或缩杆。
综上,实施本发明的实施例,具有如下的有益效果:
本发明提供的高压电力电缆故障模拟装置,适用于任意具有试验及故障测寻功能的先进仪器进行实操培训,培训学员对电力电缆电气试验的测试方法和故障判断处理能力,满足生产应用需求。目前设计常规故障现象有电缆单线与钢凯层或地、相间或相与地间的断线、闪络、低阻短路和高阻故障模拟,满足电力电缆的运行、调试、交接试验以及电力电缆运行监视、现场试验、预防性试验等培训。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种高压电力电缆故障模拟装置,其特征在于,包括:
依次连接的交互单元、通信单元及控制单元;
所述交互单元,用以根据输入的故障模拟指令生成对应的模拟信息,其中,所述故障信息至少包括故障类型、故障开始时间及故障结束时间;
所述通信单元,用以将模拟信息输出至所述控制单元并将所述控制单元实时采集的模拟状态回传至所述交互单元;
所述控制单元,用以根据接收的模拟信息对高压电力电缆的故障进行模拟。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述控制单元包括多个控制模块和多组电动推杆;
所述控制模块,由开关电源供电,根据接收的模拟信息从预设的模拟动作库中匹配对用的模拟动作信息,并根据匹配到的模拟动作信息输出对应的控制指令对对应组的电动推杆进行控制;
所述电动推杆,响应于控制模块输出的控制指令进行模拟动作,实现电缆断线、闪络、短路、高低组接地故障。
3.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述控制模块包括多个输出端口,所述输出端口与所述电动推杆连接,通过输出正极或负极的直流信号实现所述电动推杆的伸缩。
4.如权利要求3所述的装置,其特征在于,所述电动推杆包括隔板、驱动电机和导杆;
所述驱动电机固定于所述隔板上并与对应的输出端口连接,用以根据接收的正极或负极的直流信号进行正方向或反方向转动;
所述导杆,用以当所述驱动电机正方向或反方向转动时,进行伸杆或缩杆。
5.如权利要求4所述的装置,其特征在于,所述多组电动推杆包括第一组电动推杆、第二组电动推杆及第三组电动推杆;
所述第一组电动推杆,用以响应于控制模块输出的控制指令,模拟电缆的通断故障;
所述第二组电动推杆,用以响应于控制模块输出的控制指令,模拟电缆的闪络故障;
所述第三组电动推杆,用以响应于控制模块输出的控制指令,模拟电缆的高低组短路故障。
6.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述第一组电动推杆包括至少三个电动推杆;
所述电动推杆的导杆分别连接预设的通断故障电缆的A、B、C三相;
所述电动推杆的驱动电机分别连接所述控制模块,并可根据所述控制模块数输出的控制指令单独进行伸杆或缩杆。
7.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述第二组电动推杆包括至少三个电动推杆;
所述电动推杆的导杆分别连接预设的闪络故障电缆的A、B、C三相;
所述电动推杆的驱动电机分别连接所述控制模块,并可根据所述控制模块数输出的控制指令单独进行伸杆或缩杆。
8.如权利要求5任一项所述的装置,其特征在于,所述第三组电动推杆包至少三个电动推杆;
所述电动推杆的导杆分别连接预设的高低组短路电缆的A、B、C三相;
所述电动推杆的驱动电机分别连接所述控制模块,并可根据所述控制模块数输出的控制指令单独进行伸杆或缩杆。
9.如权利要求6-8所述的装置,其特征在于,所述通信单元通过无线或有限网络连接所述交互单元和所述控制单元,所述通信单元通过多个中心节点连接所述交互单元,所述通信单元通过多个终端节点连接所述控制单元;
其中,所有的所述中心节点同时连接同一个交互单元,一个所述终端节点通过一个控制模块连接一个电动推杆。
10.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述交互单元还用于显示生成的模拟信息,并实时显示与模拟信息对应的控制单元的工作状态。
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