CN209641125U - 一种电力电缆模拟试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电力电缆模拟试验装置，包括上位机、第一电缆终端头、第一接地编制带、第一铠装电缆、第二电缆终端头、第二接地编制带、第二铠装电缆和故障模拟电路，第一电缆终端头和第二电缆终端头均为进行模拟试验时测量电缆故障的操作端，第一铠装电缆和第二铠装电缆均为模拟试验时的电缆样品；第一接地编制带为第一电缆终端头的接地端；第二接地编制带为第二电缆终端头的接地端；第一铠装电缆两端分别连接第一电缆终端头和机柜内的电缆故障控制箱；第一铠装电缆两端分别连接第一电缆终端头和机柜内的电缆故障控制箱；上位机与电缆故障控制箱无线通信连接，上位机用于发送控制指令控制故障模拟电路实现相应故障的设置。

Description

一种电力电缆模拟试验装置

技术领域

本实用新型涉及电力培训技术领域，具体涉及一种电力电缆模拟试验装置。

背景技术

电力电缆是传输和分配电能的重要载体，能够提高供电的可靠性，改善环境的美观性。在大城市和供电密集场所，电力电缆具有无比的优越性，是架空线路无法替代的，随着经济的高速发展，电力电缆在电力传输和分配中会发挥越来越重要的作用。

随着电力电缆应用范围的不断扩大和电网对电力电缆提出的新要求，制造电力电缆的新材料、新工艺不断出现，电缆的电压等级逐渐增高，功能不断增强和细分，电力电缆的品种越来越多。电力电缆的安装与试验、电缆头的制作等工作对于从事电力电缆安装与运行维护工作的人员有着很高的技术技能要求，因此加强对从事电力电缆安装与运维检修人员进行技能培训十分必要。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种电力电缆模拟试验装置，以加强对从事电力电缆安装与运维检修人员进行技能培训。

为了实现本实用新型目的，本实用新型实施例提供一种电力电缆模拟试验装置，包括上位机、第一电缆终端头、第一接地编制带、第一铠装电缆、第二电缆终端头、第二接地编制带、第二铠装电缆和电缆故障控制箱；所述电缆故障控制箱内设置故障模拟电路，所述第一电缆终端头和第二电缆终端头均为进行模拟试验时测量电缆故障的操作端，所述第一铠装电缆和第二铠装电缆均为模拟试验时的电缆样品；所述第一接地编制带为所述第一电缆终端头的接地端；所述第二接地编制带为所述第二电缆终端头的接地端；所述第一铠装电缆两端分别连接所述第一电缆终端头和所述机柜内的电缆故障控制箱；所述第一铠装电缆两端分别连接所述第一电缆终端头和所述机柜内的电缆故障控制箱；所述上位机与所述电缆故障控制箱无线通信连接，所述上位机用于发送控制指令控制所述故障模拟电路实现相应故障的设置。

其中，所述故障模拟电路包括依序连接的第一三相电缆、相序切换开关和第二三相电缆，所述第一三相电缆用于连接所述第一铠装电缆，所述第二三相电缆用于连接所述第二铠装电缆，所述第一三相电缆的A、B、C相电缆均分别通过继电器连接高压电阻器和放电模拟器，所述相序切换开关用于实现电缆相序错接的故障的模拟。

其中，所述相序切换开关包括用于连接所述第一三相电缆的A相电缆和所述第二三相电缆的A相电缆的第一继电器、用于连接所述第一三相电缆的B相电缆和所述第二三相电缆的B相电缆的第二继电器、用于连接所述第一三相电缆的C相电缆和所述第二三相电缆的C相电缆的第三继电器、用于连接所述第一三相电缆的A相电缆和所述第二三相电缆的B相电缆的第四继电器、用于连接所述第一三相电缆的B相电缆和所述第二三相电缆的C相电缆的第五继电器和用于连接所述第一三相电缆的A相电缆和所述第二三相电缆的C相电缆的第六继电器。

其中，所述放电模拟器包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2和放电管，所述电阻R1和电阻R2串联，所述R1一端通过继电器连接所述第一三相电缆，所述R2一端接地，所述电容C1与所述 R1并联，所述C2和放电管均与所述R2并联。

其中，所述电缆故障控制箱内设置有控制器、电源开关及分别与所述控制器连接的无线通信模块、电源模块和故障模拟电路，所述控制器用于通过所述无线通信模块接收所述上位机发出的控制指令以控制所述故障模拟电路的相应继电器闭合或打开。

其中，还包括机柜，所述机柜的上部具有一腔体，下部设置有一抽屉柜，所述电缆故障控制箱设置于所述腔体中，所述机柜底部设置有机柜支架和万向轮，所述机柜支架与所述机柜底部活动连接，用于支撑机柜。

其中，还包括第一电缆支架和第二电缆支架，分别用于支撑所述第一铠装电缆和所述第二铠装电缆。

其中，所述第一电缆支架和第二电缆支架上分别通过电缆固定夹固定所述第一铠装电缆和所述第二铠装电缆。

其中，所述机柜上设置有电源指示灯、启动按钮和停止按钮，所述启动按钮用于控制闭合所述电源开关以启动电源模块供电，所述停止按钮用于控制断开所述电源开关以停止电源模块供电，所述电源指示灯用于指示电源供电状态。

以上技术方案具有以下有益效果：

根据目前电力电缆安装、电缆头制作和运维检修的实际工作状况，本实用新型实施例提供一种电力电缆模拟试验装置，适用于学员的培训，通过上位机发送控制指令控制所述故障模拟电路实现相应故障的设置，使学员通过三维动画方式实现电力电缆头的制作模拟模拟试验，及电力电缆故障模拟检测的模拟试验，达到学员对电力电缆附件的安装、电缆头的制作、交接试验故障检测判断等技能熟练掌握与提高的目的；同时能够培养一批电力电缆智能仿真模拟试验系统现场一线试验人员、教学人员及管理队伍。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所述电力电缆模拟试验装置结构图。

图2为本实用新型实施例所述电力电缆连接装置结构图。

图3为本实用新型实施例所述故障模拟电路结构图。

图4为本实用新型实施例所述放电模拟器电路结构图。

图5为本实用新型实施例所述耐压试验接线示意图。

图6为本实用新型实施例所述绝缘电阻试验接线示意图。

图7为本实用新型实施例所述核相试验接线示意图。

图中标记：

上位机1，第一电缆终端头2，第一接地编制带3，第一铠装电缆4，第二电缆终端头5，第二接地编制带6，第二铠装电缆7，电缆故障控制箱8，故障模拟电路81，第一三相电缆811，相序切换开关812，第二三相电缆813，继电器814，高压电阻器815，放电模拟器816，放电管8161，机柜9，抽屉柜10，机柜支架11，万向轮12，第一电缆支架13，第二电缆支架14，电缆固定夹15，电源指示灯16，启动按钮17，停止按钮18，无线通讯模块19。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

另外，为了更好的说明本实用新型，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种电力电缆模拟试验装置，包括通信连接的上位机1和电力电缆连接装置，如图2所示，所述电力电缆连接装置包括第一电缆终端头2、第一接地编织带3、第一铠装电缆4、第二电缆终端头5、第二接地编制带6、第二铠装电缆7和电缆故障控制箱8；所述电缆故障控制箱8内设置故障模拟电路81，所述第一电缆终端头2和第二电缆终端头5均为进行模拟试验时测量电缆故障的操作端，所述第一铠装电缆4和第二铠装电缆7均为模拟试验时的电缆样品；所述第一接地编织带3为所述第一电缆终端头2的接地端；所述第二接地编制带6为所述第二电缆终端头5的接地端；所述第一铠装电缆4两端分别连接所述第一电缆终端头2和所述机柜9内的电缆故障控制箱8；所述第一铠装电缆4两端分别连接所述第一电缆终端头2和所述机柜9内的电缆故障控制箱8；所述上位机1与所述电缆故障控制箱8通过无线通讯模块19无线通信连接，所述上位机1用于发送控制指令控制所述电力电缆连接装置的故障模拟电路81实现相应故障的设置。

需说明的是，所述上位机1安装有电力电缆智能仿真实训系统软件，例如郑州万特电气的WT-F39电力电缆智能仿真实训系统软件，本实用新型实施例相关的电力电缆智能仿真实训系统设置了相应的电力电缆模拟试验装置，实现各种电力电缆连接情况的模拟，并借助相关系统软件进行模拟分析，使得相应的电力电缆试验情况可以在上位机1中展示，有关系统软件的内容并不是本申请要保护的主旨，因此本文中不做详述。

其中，如图3所示，所述故障模拟电路81包括依序连接的第一三相电缆811、相序切换开关812和第二三相电缆813，所述第一三相电缆811用于连接所述第一铠装电缆4，所述第二三相电缆813用于连接所述第二铠装电缆7，所述第一三相电缆811的A、B、C相电缆均分别通过继电器814连接高压电阻器815和放电模拟器816，所述相序切换开关812用于实现电缆相序错接的故障的模拟。

其中，所述相序切换开关812包括用于连接所述第一三相电缆811的A相电缆和所述第二三相电缆813的A相电缆的第一继电器814、用于连接所述第一三相电缆811的B相电缆和所述第二三相电缆813的B相电缆的第二继电器814、用于连接所述第一三相电缆811的C相电缆和所述第二三相电缆813的C相电缆的第三继电器814、用于连接所述第一三相电缆811的A相电缆和所述第二三相电缆813的B相电缆的第四继电器814、用于连接所述第一三相电缆811的B相电缆和所述第二三相电缆813的C相电缆的第五继电器814和用于连接所述第一三相电缆811的A相电缆和所述第二三相电缆813的C相电缆的第六继电器814。

具体而言，本实施例在进行耐压试验过程中通过控制器闭合或断开放电模拟器816，实现电缆耐压与局放的故障的模拟；进行绝缘电阻试验过程中通过控制器闭合或断开高压电阻器815，实现电缆绝缘失效的故障的模拟；进行核相试验过程中通过控制器控制相序切换开关812，实现电缆相序错接的故障的模拟。

其中，如图4所示，所述放电模拟器816包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2和放电管8161，所述电阻R1和电阻R2串联，所述R1一端通过继电器814连接所述第一三相电缆811，所述R2一端接地，所述电容C1与所述 R1并联，所述C2和放电管8161均与所述R2并联。

其中，R2,C2放电管8161模拟电缆内部的放电介质，R1,C1模拟电缆内部绝缘介质，当测量端的电压达到一定值时，放电管8161产生放电效应。

其中，所述电缆故障控制箱8内设置有控制器、电源开关及分别与所述控制器连接的无线通信模块、电源模块和故障模拟电路81，所述控制器用于通过所述无线通信模块接收所述上位机1发出的控制指令以控制所述故障模拟电路81的相应继电器814闭合或打开。

其中，还包括机柜9，所述机柜9的上部具有一腔体，下部设置有一抽屉柜10，所述电缆故障控制箱8设置于所述腔体中，所述机柜9底部的四个角分别设置有机柜支架11和万向轮12，所述机柜支架11与所述机柜9底部可转动地活动连接，例如在机柜9上设置一个转轴，所述机柜支架11套设于转轴上，所述机柜支架11用于支撑机柜9。具体而言，在移动过程中，拉起所述机柜支架11，使得四个机柜支架11脱离底面，此时万向轮12支撑于地面上。在固定机柜9时，拉下所述机柜支架11，使得四个机柜支架11支撑于底面，顶住机柜9。需说明的是，以上只是本申请的一种支架结构。

其中，还包括第一电缆支架13和第二电缆支架14，分别用于支撑所述第一铠装电缆4和所述第二铠装电缆7。

其中，所述第一电缆支架13和第二电缆支架14上分别通过电缆固定夹15固定所述第一铠装电缆4和所述第二铠装电缆7。

其中，所述机柜9上设置有电源指示灯16、启动按钮17和停止按钮18，所述启动按钮17与所述电源开关机械连接，手动按下所述启动按钮17即可控制闭合所述电源开关以启动电源模块供电，所述停止按钮18与所述电源开关机械连接，手动按下所述停止按钮18即可控制断开所述电源开关以停止电源模块供电，所述电源指示灯16与所述电源模块电连接，用于指示电源供电状态。

具体而言，本实施例装置在使用时，首先将无线通讯盒WT-TX30插入到计算机的USB端口上，然后打开电力电缆智能仿真实训系统的电源空开，给装置供电，通过无线通讯的方式，实现PC操作软件给系统发送指令，控制电缆故障模拟箱中相应高压继电器814组合切换，实现相应故障的设置。

其中，本实施例将两根电力电缆的两端均制作成电缆终端接头，一端使用电缆固定夹15固定在电缆支架11处，另一端使用电缆固定夹15固定在故障模拟装置内部，与电缆故障模拟控制箱相连接。两根电缆通过故障模拟控制箱连接成为一个整体，实训人员可以在系统两端的任意一个电缆终端头处进行测量。

本实施装置具体使用过程如下：

1、准备工作

1.1给设备上电，按机柜上方的“启动”按钮，电源指示红灯亮，设备启动。上电前请仔细检查设备及周围有无安全隐患，若存在安全隐患请消除隐患后再给设备上电；

1.2把无线数据传输盒连接在控制主机上，用于实现与所述故障控制箱的通信连接；

1.3打开设备上位机的F39A电力电缆智能仿真实训系统软件，选择实验项目；

1.4根据进行的实验项目选择对应的仿真仪器；

2、具体试验操作示例

示例1模拟仿真电力电缆交接试验（工频耐压试验）

本试验接线如图5所示，耐压试验可进行电缆一相线芯对其他线芯及地的工频耐压试验。使用仪器：WT-F41仿真工频耐压仪。

打开设备系统软件，在试验项目中选择“耐压试验”，并写入各相线芯试验时的合格耐压值和报警耐压值，点击“设定”按钮，此时设备已经准备好，可以进入耐压试验。

把仿真工频耐压仪的操作台和试验变压器正确连接，仿真工频耐压仪调压器调到零位，设定好需要进行的耐压时间。根据要进行的耐压项目把电力电缆终端头的线芯和地短接好并正确接入仿真工频耐压仪。

以上完成后，再次检查接线是否正确，确认连线无误后，给仿真工频耐压仪接入供电电源，此时PC软件应能收到正确的接线位置信息。按下仿真工频耐压仪“启动”按钮，并缓慢匀速旋转调压器旋钮升压，并注意观察电压表、电流表指针的变化情况。

升压到合格耐压值后停止旋转旋钮，按下“计时”按钮，仿真工频耐压仪开始计时，当时间达到设定时间后，工频耐压仪进行声光报警提示，此时应逆时针旋转调压器旋钮至零位置，解除“计时”按钮自锁状态，试验即告完毕。

需注意的是：

1）仿真工频耐压仪通电前应确保接线正确。

2）耐压试验达到合格标准，合格耐压值＜报警耐压值×90%。

3）耐压试验中出现放电声音但仿真工频耐压仪不会报警，报警耐压值×90%≤合格耐压值≤报警耐压值。

4）耐压试验出现仿真工频耐压仪报警，报警耐压值＜合格耐压值

5）系统两端的电缆终端头均可进行试验，但试验过程中只能在一端进行操作。

示例2模拟仿真电力电缆交接试验绝缘电阻试验

本试验接线如图6所示，绝缘试验可进行电缆一相线芯对其他线芯及地的绝缘电阻试验。使用仪器：WT-F38兆欧表。

打开设备系统软件，在试验项目中选择“绝缘试验”，并选择各相线芯试验时的绝缘电阻值、吸收比和计划指数，点击“设定”按钮，此时设备已经准备好，可以进入绝缘电阻测试试验。

将电缆终端头接地线与任意两根电缆线芯连在一起，接到仿真兆欧表的‘E“端，另一条的芯线暂时不接，一人转动仿真兆欧表的摇柄使转速达到稳定120r/min时（仿真兆欧表指针指示“∞”的位置），另一人将仿真兆欧表的“L”端连线接入独立的电缆线芯， L端接入电缆线芯后PC软件应能收到正确的接线位置信息。此时应继续转动摇柄，待仪表指针稳定后，指针应指在该相电缆线芯与地设置的电阻阻值的位置。

测量完毕后，首先将电缆芯线的连接导线（仿真兆欧表的“L”端连线）取下，再停止摇动仿真兆欧表手柄。

需注意的是：

1）系统两端的电缆终端头均可进行试验，但试验过程中只能在一端进行操作。

2）一共需要进行U—V、W、地；V—U、W、地；W—U、V、地共三次试验。

示例3模拟仿真电力电缆交接试验核相试验

本试验接线如图7所示，核相试验可进行电力电缆进出两端的电缆相位比对试验。使用仪器：WT-F38兆欧表。

打开设备系统软件，在试验项目中选择“核相试验”，并设置试验需要的相序类型，其中，相序只能选择其中一个，不能多选，点击“设定”按钮，此时设备已经准备好，可以进入电缆核相测试试验。

首先将一端的电缆终端头上任意一相线芯与地（终端接头的接地编织线）线短接，此时该端被定义为始端，相序固定为abc（对应黄、绿、红三根线芯）。

在系统的另一端（末端）使用仿真兆欧表进行核相试验，将仿真兆欧表的E端接地线（终端接头的接地编织线），L端逐相接入电力电缆的线芯进行测量，其中，L端接入电缆线芯后PC软件应能收到正确的接线位置信息。若兆欧表指示为零，则表示末端仿真兆欧表接入相与始端接地相属同一组，依次换至另外两相上，即可定出系统两端的相位。

需注意的是：

1）该项试验需要在两个电缆终端头上同时进行。

2）在一次试验结束时，应先使末端的仿真兆欧表L端先离开线芯，再将始端的线芯与地线断开。

3）在进行相位设置时，必须确保始端的线芯与地线断开，设置相位后再将始端的线芯与地线短接，否则有可能造成接线检测不成功。

4）核相时的仿真兆欧表使用方法同电力电缆绝缘电阻测试。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (9)

1.一种电力电缆模拟试验装置，其特征在于，包括机柜、上位机、第一电缆终端头、第一接地编制带、第一铠装电缆、第二电缆终端头、第二接地编制带、第二铠装电缆和电缆故障控制箱；所述电缆故障控制箱内设置故障模拟电路，所述第一电缆终端头和第二电缆终端头均为进行模拟试验时测量电缆故障的操作端，所述第一铠装电缆和第二铠装电缆均为模拟试验时的电缆样品；所述第一接地编制带为所述第一电缆终端头的接地端；所述第二接地编制带为所述第二电缆终端头的接地端；所述第一铠装电缆两端分别连接所述第一电缆终端头和所述机柜内的电缆故障控制箱；所述上位机与所述电缆故障控制箱无线通信连接，所述上位机用于发送控制指令控制所述故障模拟电路实现相应故障的设置。

2.如权利要求1所述的电力电缆模拟试验装置，其特征在于，所述故障模拟电路包括依序连接的第一三相电缆、相序切换开关和第二三相电缆，所述第一三相电缆用于连接所述第一铠装电缆，所述第二三相电缆用于连接所述第二铠装电缆，所述第一三相电缆的A、B、C相电缆均分别通过继电器连接高压电阻器和放电模拟器，所述相序切换开关用于实现电缆相序错接的故障的模拟。

3.如权利要求2所述的电力电缆模拟试验装置，其特征在于，所述相序切换开关包括用于连接所述第一三相电缆的A相电缆和所述第二三相电缆的A相电缆的第一继电器、用于连接所述第一三相电缆的B相电缆和所述第二三相电缆的B相电缆的第二继电器、用于连接所述第一三相电缆的C相电缆和所述第二三相电缆的C相电缆的第三继电器、用于连接所述第一三相电缆的A相电缆和所述第二三相电缆的B相电缆的第四继电器、用于连接所述第一三相电缆的B相电缆和所述第二三相电缆的C相电缆的第五继电器和用于连接所述第一三相电缆的A相电缆和所述第二三相电缆的C相电缆的第六继电器。

4.如权利要求3所述的电力电缆模拟试验装置，其特征在于，所述放电模拟器包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2和放电管，所述电阻R1和电阻R2串联，所述R1一端通过继电器连接所述第一三相电缆，所述R2一端接地，所述电容C1与所述R1并联，所述C2和放电管均与所述R2并联。

5.如权利要求4所述的电力电缆模拟试验装置，其特征在于，所述电缆故障控制箱内设置有控制器、电源开关及分别与所述控制器连接的无线通信模块、电源模块和故障模拟电路，所述控制器用于通过所述无线通信模块接收所述上位机发出的控制指令以控制所述故障模拟电路的相应继电器闭合或打开。

6.如权利要求1所述的电力电缆模拟试验装置，其特征在于，所述机柜的上部具有一腔体，下部设置有一抽屉柜，所述电缆故障控制箱设置于所述腔体中，所述机柜底部设置有机柜支架和万向轮，所述机柜支架与所述机柜底部活动连接，用于支撑机柜。

7.如权利要求6所述的电力电缆模拟试验装置，其特征在于，还包括第一电缆支架和第二电缆支架，分别用于支撑所述第一铠装电缆和所述第二铠装电缆。

8.如权利要求7所述的电力电缆模拟试验装置，其特征在于，所述第一电缆支架和第二电缆支架上分别通过电缆固定夹固定所述第一铠装电缆和所述第二铠装电缆。

9.如权利要求8所述的电力电缆模拟试验装置，其特征在于，所述机柜上设置有电源指示灯、启动按钮和停止按钮，所述启动按钮用于控制闭合电源开关以启动电源模块供电，所述停止按钮用于控制断开所述电源开关以停止电源模块供电，所述电源指示灯用于指示电源供电状态。