电力电缆故障模拟测试仿真系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种电力电缆故障模拟测试仿真系统，其特征在于：包括一无线路由器，所述无线路由器与一主机、一电缆故障模拟柜和一电缆故障模拟测距仪进行通讯；其中，所述电缆故障模拟柜包括一电缆测试端柜、一电缆故障设置柜和一电缆终端柜，所述电缆故障设置柜包括一中央控制单元，所述中央控制单元连接一A相位置检测及故障模拟模块、一B相位置检测及故障模拟模块和一C相位置检测及故障模拟模块，并且所述中央控制单元连接一无线模块以利于所述电缆故障模拟柜与所述无线路由器进行通讯。本发明的系统操作简单，电缆故障类型和故障距离可以通过软件随意设置，能够比较真实的再现常见的电缆故障。
【专利说明】电力电缆故障模拟测试仿真系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电力电缆故障模拟测试仿真系统。
【背景技术】
[0002]伴随着国家城市化的迅猛发展，地下电力电缆在城市得到了普遍的应用，电缆的故障也越来越多。但电力电缆故障测试仪器对使用人员的专业性要求也比较高，测试人员对电力电缆故障测试仪器操作的熟练程度和故障测距波形的识别技术对能否快速、准确地探测电缆故障有很大的影响。为了避免在电缆故障探测过程中浪费大量的人力、物力资源和减少电缆故障引发的经济损失，加强对测试人员的培训和考核，使其熟练的掌握电力电缆故障测试仪器的使用是非常必要的。
[0003]以往电力电缆故障测试仪器操作人员的培训都是在一段真实的电缆上设置几个不同性质的故障点，或者采用山东科汇电力自动化有限公司出产的电力电缆主绝缘故障模拟装置(T-GMZ100)和单芯电缆护层故障模拟装置(T-GMH100)，再通过与故障测试仪器的连接来判断故障类型及距离，这些方法或设备都存在故障点及故障类型是固定的，且数量少，造成学员培训的知识面窄，掌握的故障测试方法不够全面；学员在培训中也很容易记住这些故障点的类型及距离，培训考核或技能竞赛时无法真正检验学员的知识掌握情况。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的是提供一种电力电缆故障模拟测试仿真系统。
[0005]本发明采用以下方案实现:一种电力电缆故障模拟测试仿真系统，其特征在于:包括一无线路由器，所述无线路由器与一主机、一电缆故障模拟柜和一电缆故障模拟测距仪进行通讯；
其中，所述电缆故障模拟柜包括一电缆测试端柜、一电缆故障设置柜和一电缆终端柜，所述电缆故障设置柜包括一中央控制单元，所述中央控制单元连接一 A相位置检测及故障模拟模块、一 B相位置检测及故障模拟模块和一 C相位置检测及故障模拟模块，并且所述中央控制单元连接一无线模块以利于所述电缆故障模拟柜与所述无线路由器进行通讯；所述电缆故障模拟测距仪发送一测试命令给所述主机，所述主机根据所述测试命令发送一电缆故障波形给所述电缆故障模拟柜。
[0006]在本发明一实施例中，所述电缆测试端柜包括一电缆A相插座及检测开关、一 B相插座及检测开关和一 C相插座及检测开关。
[0007]在本发明一实施例中,所述电缆终端柜包括一电缆A相末端、一电缆B相末端和一电缆C相末端，并且通过内部电缆与所述电缆测试端柜中的电缆A相插座、电缆B相插座和电缆C相插座对应连接。
[0008]在本发明一实施例中，所述电缆故障设置柜还包括一电源插座、一电源开关和一电源指示灯。
[0009]在本发明一实施例中，所述电缆故障模拟测距仪包括一中央处理器、一无线模块、一触发电路模块、一显不模块和一输入模块。
[0010]在本发明一实施例中，所述无线模块为无线WIFI模块。
[0011]在本发明一实施例中，所述显示模块为IXD显示屏。
[0012]在本发明一实施例中,所述输入模块为键盘模块。
[0013]在本发明一实施例中，所述测试命令包括电缆故障模拟测距仪的测量方式、范围和增益。
[0014]在本发明一实施例中，所述电缆故障波形是低压脉冲方式、脉冲电流方式或二次脉冲方式下的模拟波形。
[0015]本发明具有以下优点:(1)电缆故障模拟柜模拟的各种故障均可用万用表、摇表和高压设备进行测试，判断故障类型。用来培训故障查找人员，使之按照一定的操作规程，按照一定的步骤，进行电缆故障的查找，使培训人员快速熟练的掌握电缆故障测试技术。
(2)在测量范围内，可模拟任意故障距离的波形，解决了其它电缆故障模拟装置只能模拟固定数量和固定距离故障的问题。(3)可以设置A、B、C三相中任意一相的电缆故障类型，可自动检测所测电缆的相别。(4)电缆故障模拟柜的电缆测试端和电缆终端都出现在培训人员眼前，给培训人员提供了真实的现场环境。(5)电缆故障模拟的故障距离的设置，只需要通过电缆故障波形仿真软件设置即可，不需要实际的电缆。(6)电缆故障设置操作简单，电缆故障类型和故障距离可以通过软件随意设置，能够比较真实的再现常见的电缆故障。
[0016]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明系统总体框图。
[0018]图2是本发明电缆故障模拟柜的结构图。
[0019]图3是本发明电缆故障设置柜的原理框图。
[0020]图4是本发明电缆故障模拟原理框图。
[0021]图5是本发明电缆故障模拟测距仪的原理框图。
【具体实施方式】
[0022]如图1所示，本发明提供一种电力电缆故障模拟测试仿真系统，包括一无线路由器(6)，所述无线路由器(6)与一主机(37)、一电缆故障模拟柜(38)和一电缆故障模拟测距仪(39)进行通讯；
如图2和图3所示，其中，所述电缆故障模拟柜(38)包括一电缆测试端柜(I)、一电缆故障设置柜(2)和一电缆终端柜(7)，所述电缆故障设置柜(2)包括一中央控制单元(18)，所述中央控制单元(18)连接一 A相位置检测及故障模拟模块(20)、一 B相位置检测及故障模拟模块(22)和一 C相位置检测及故障模拟模块(24)，并且所述中央控制单元(18)连接一无线模块(19)以利于所述电缆故障模拟柜(38)与所述无线路由器(6)进行通讯；所述电缆故障模拟测距仪(39)发送一测试命令给所述主机(37)，所述主机(37)根据所述测试命令发送一电缆故障波形给所述电缆故障模拟柜(38)。所述测试命令包括电缆故障模拟测距仪
(39)的测量方式、范围和增益等；所述电缆故障波形可以是低压脉冲方式、脉冲电流方式或二次脉冲方式下的模拟波形。所述主机可以根据所述电缆故障模拟测距仪发送的测试命令设置的故障类型和故障距离等参数，产生A、B、C三相电缆的故障波形。
[0023]电缆故障波形是主机根据电缆故障波形仿真软件分别对设置A、B、C三相电缆的故障类型和故障距离产生的。故障类型包括A、B、C三相电缆的低阻(短路)、高阻、闪络性对地故障和断线故障。电缆故障波形仿真软件设置的电缆全长范围内可随意设置电缆的故障距离。设置完成后，电缆故障波形仿真软件将模拟出A、B、C三相电缆在各种测试方式下的整条故障波形，并将标准波形显示出来。同时设置命令通过无线wifi模块和无线路由器发送给电缆故障模拟柜。具体的就是，主机通过设置波速度、电缆全长和故障类型，在设置完电缆全长后，将电缆全长范围内随意设置故障距离，通过无线wifi发送命令给电缆故障模拟柜(38)，电缆故障模拟柜(38)设置相应的故障。
[0024]电缆故障波形仿真软件可设置相应的故障，如设置A相低阻故障，故障距离为200米。其中，故障距离不能大于电缆全长。此时，将显示在低压脉冲方式、脉冲电流方式和二次脉冲方式下的模拟波形。然后，故障设置命令通过无线wifi模块发送给电缆故障模拟柜(38 )。电缆故障模拟柜(38 )的中央控制单元(18 )接收此故障设置命令后，通过对命令进行解析，控制A相位置检测及故障模拟模块(20)的相应继电器动作。设置A相低阻故障时，如图4所示的继电器(26)动作，使A相与地线形成低阻故障。另外，可重新设置故障类型和故障距离。同理，可设置B相、C相故障。
[0025]请继续参照图2，所述电缆测试端柜(I)包括一电缆A相插座(17)及检测开关
(16)、一 B相插座(15)及检测开关(14)和一 C相插座(13)及检测开关(12);所述电缆终端柜(7)包括一电缆A相末端(8)、一电缆B相末端(9)和一电缆C相末端(10),并且通过内部电缆(11)与所述电缆测试端柜(I)中的电缆A相插座(17)、电缆B相插座(15)和电缆C相插座(13)对应连接；优选的，所述电缆故障设置柜(2)还包括一电源插座(3)、一电源开关(4)和一电源指示灯(5)。
[0026]电缆故障模拟柜(38)的中央控制单元(18)通过无线wifi模块(19)和无线路由器(6)接收电缆故障波形仿真软件发送的设置命令后，控制A相位置检测及故障模拟模块
(20)、B相位置检测及故障模拟模块(22)、C相位置检测及故障模拟模块(24)相应继电器动作以产生相应的电缆故障。如图4所示，低阻(短路)故障通过继电器(26)闭合，使电缆的相线与地线短接，模拟相线对地低阻(短路)故障；高阻故障通过继电器(27)闭合，使电缆的相线与地线通过电阻(30)和辅助间隙(31)连接，模拟相线对地高阻故障；闪络故障通过继电器(28)闭合，使电缆的相线与地线通过辅助间隙(32)连接，模拟相线对地闪络故障；断线故障通过继电器(29)断开，使电缆的相线中间断路，模拟相线断路故障。继电器(26)断开，继电器(27)断开，继电器(28)断开，继电器(29)闭合时，模拟电缆相线的完好状态。中央控制单元(18)检测A相位置检测及故障模拟模块(20)、B相位置检测及故障模拟模块
(22)、C相位置检测及故障模拟模块(24)三个位置开关的状态，判断出测试的相线，并把此相线通过无线wifi模块(19)和无线路由器(6)发送给主机上的电缆故障波形仿真软件。具体的就是，例如，测试电缆A相时，将电缆测试插头插入电缆A相插座(17)，则电缆测试插头将电缆A相检测开关(16)压下，A相检测开关(16)动作，中央控制单元(18)检测到A相检测开关(16)动作信号后，将此信号通过无线wifi模块(19)和无线路由器(6)发送给电缆故障波形仿真软件。同理，测试电缆B相或C相时，将电缆测试插头插入电缆B相插座(15)或插入电缆C相插座(13)即可。
[0027]如图5所示，所述电缆故障模拟测距仪(39)包括一中央处理器(35)、一无线模块
(37)、一触发电路模块(36)、一显不模块(33)和一输入模块(34);优选的,所述无线模块(37 )为无线WIFI模块，所述显示模块(33 )为IXD显示屏，所述输入模块(34 )为键盘模块。
[0028]电缆故障模拟测距仪(39)的中央控制单元(35)将测试命令(包括方式、范围、增益等)通过无线wif i模块(37 )和无线路由器(6 )发送给主机上的电缆故障波形仿真软件，电缆故障波形仿真软件接收到电缆故障模拟测距仪(39)的中央控制单元(35)发送的测试命令后，结合电缆故障模拟柜(38)的中央控制单元(18)发送的测试相线的信息，将对应相线的故障模拟波形的数据通过无线wifi模块发送给电缆故障模拟测距仪显示。具体的就是，在确定电缆的故障类型后，可以通过键盘模块(34)选择测试方式、测试范围以及选用的增益等参数，当测试时，中央控制单元(35)将测试命令通过无线wifi模块(37)和无线路由器(6)发送给电缆故障波形仿真软件，电缆故障波形仿真软件接收到测试命令，对测试命令解析后，结合测试相线的信息，从模拟出的整条故障波形中，截取适合测试范围的波形数据，通过无线wifi模块发送给电缆故障模拟测距仪(39)。例如，当选择低压脉冲方式时，中央控制单元(35 )接收到波形数据后，将在LCD (33 )上显示出故障波形，可以对波形进行分析，从而得出故障距离。当选择脉冲电流方式或二次脉冲方式时，中央控制单元(35)接收到波形数据，并且检测到触发电路(36)的触发信号后，将在IXD (33)上显示出故障波形，从而可以对波形进行分析，从而得出故障距离。
[0029]上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种电力电缆故障模拟测试仿真系统，其特征在于:包括一无线路由器，所述无线路由器与一主机、一电缆故障模拟柜和一电缆故障模拟测距仪进行通讯； 其中，所述电缆故障模拟柜包括一电缆测试端柜、一电缆故障设置柜和一电缆终端柜，所述电缆故障设置柜包括一中央控制单元，所述中央控制单元连接一 A相位置检测及故障模拟模块、一 B相位置检测及故障模拟模块和一 C相位置检测及故障模拟模块，并且所述中央控制单元连接一无线模块以利于所述电缆故障模拟柜与所述无线路由器进行通讯；所述电缆故障模拟测距仪发送一测试命令给所述主机，所述主机根据所述测试命令发送一电缆故障波形给所述电缆故障模拟柜。
2.根据权利要求1所述的电力电缆故障模拟测试仿真系统，其特征在于:所述电缆测试端柜包括一电缆A相插座及检测开关、一 B相插座及检测开关和一 C相插座及检测开关。
3.根据权利要求2所述的电力电缆故障模拟测试仿真系统，其特征在于:所述电缆终端柜包括一电缆A相末端、一电缆B相末端和一电缆C相末端,并且通过内部电缆与所述电缆测试端柜中的电缆A相插座、电缆B相插座和电缆C相插座对应连接。
4.根据权利要求1所述的电力电缆故障模拟测试仿真系统，其特征在于:所述电缆故障设置柜还包括一电源插座、一电源开关和一电源指不灯。
5.根据权利要求1所述的电力电缆故障模拟测试仿真系统，其特征在于:所述电缆故障模拟测距仪包括一中央处理器、一无线模块、一触发电路模块、一显不模块和一输入模块。
6.根据权利要求1或5所述的电力电缆故障模拟测试仿真系统，其特征在于:所述无线模块为无线WIFI模块。
7.根据权利要求5所述的电力电缆故障模拟测试仿真系统，其特征在于:所述显示模块为IXD显示屏。
8.根据权利要求5所述的电力电缆故障模拟测试仿真系统，其特征在于:所述输入模块为键盘模块。
9.根据权利要求1所述的电力电缆故障模拟测试仿真系统，其特征在于:所述测试命令包括电缆故障模拟测距仪的测量方式、范围和增益。
10.根据权利要求1所述的电力电缆故障模拟测试仿真系统，其特征在于:所述电缆故障波形是低压脉冲方式、脉冲电流方式或二次脉冲方式下的模拟波形。
【文档编号】G09B9/00GK103617754SQ201310388336
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】郑雄俊, 宫士营, 刘领校, 单超, 周杰, 荣光 申请人:国家电网公司, 国网福建省电力有限公司, 福建省电力有限公司培训中心, 山东科汇电力自动化有限公司