一种高压电缆交叉互联接地系统模拟装置的制作方法

本实用新型属电力行业，高压电缆接地系统教学领域。

背景技术：

当单芯电缆线芯通过电流时就会有磁力线交链金属屏蔽层，产生感应电压，感应电压的大小与电缆长度和流过电缆的电流成正比。当电缆很长时，感应电压叠加可达到危及人身安全的程度；当线路遭遇操作过电压时(或雷击时)，护套上将形成很高的感应电压，甚至可将金属护套绝缘击穿。此时，如果将金属屏蔽层两端三相互联接地，必然会在波纹铝护套产生感应电流，其值可达电缆导体负荷电流值的50％～95％，形成损耗，同时增高电缆运行温度，直接影响电缆线路的输送容量和电缆的老化程度。因此，对于单芯电缆线路的接地，不能简单地将电缆波纹铝护套两端直接接地，其接地方式，必须使电缆线路在正常负荷电流运行下，波纹铝护套上没有感应电流通过。

目前，交联聚乙烯绝缘电力电缆在电网中获得了广泛应用,国内110kV及以上单芯电缆的金属护层一般采用交叉互联、两端接地或一端接地的运行方式。在目前通常采用的电缆线芯直通金属护套交叉互联换位的接线方式下，金属护套上产生的感应电动势通过三相电缆护套的换位基本抵消，在护套中产生的环流很小，不会给电缆的运行产生不利影响。

交叉互联接地系统，是高压电缆的重要组成部分。在高压电缆运维工作中，需通过判断交叉互联系统的情况，来判断电缆的健康状况。一旦接线错误，将会造成严重的后果。二由于交叉互联系统接线较复杂，是电缆学习的一个难点，新人很难通过书本了解系统情况。因此，需一种高压电缆交叉互联接地系统模拟装置。

技术实现要素：

设计一种可拆装、操作简易、使用便捷、可模拟交叉互联实际接线、故障的教学装置。

一种高压电缆交叉互联接地系统模拟装置，整体的主板结构包括：由保护接地箱模拟装置引出三组导线，模拟实际环境中A、B、C三相电缆铝护套结构，在分别经过四组可插拔端子排，后接入直接接地箱模拟装置，在三组导线中间两组可插拔端子排处分别引出两条电线各自接入对应的两个交叉互联箱模拟装置中，模拟实现三相电缆铝护套电流交叉换位，整体的主板结构在环氧树脂板上搭建；其中：

直接接地箱模拟装置内部接线：如图2所示，采用三组电线分别接入避雷器端口d1、d2、d3，然后d1连接d2、d2连接d3后接地；

交叉互联箱模拟装置内部接线：如图3所示，以保护接地箱模拟装置引出的三组电线作为入线侧，分别接入a1、b1、c1端子，以直接接地箱模拟装置侧引出的电线为出线侧，分别接入a2、b2、c2三个端子，然后a1端子连接c2端子，b1端子连接a2端子，c1端子连接b2端子实现三相电缆铝护套电流的交叉换位；然后a2端子连接a3避雷器端子，b2端子连接b3避雷器端子，c2端子连接c3避雷器端子，然后由a3、b3、c3三相引出接地；

保护接地箱模拟装置内部接线：如图4所示，三相电线(6)分别接入g1,f1,e1三个端子，分别直接连通g1g2g3端子，f1f2f3端子，e1e2e3端子，然后三相电线(6)引出接地。

附图说明

图1为同轴电缆内外芯短路故障测试；

图2为本实用新型整体结构示意图；

图中：1-保护接地箱模拟装置、2-交叉互联箱模拟装置、4-直接接地箱模拟装置、5-环氧树脂板、6-电线、7-可插拔端子排；

图3为直接接地箱模拟装置接线示意图；图中：d1、d2、d3—避雷器端子、3—接地装置；

图4为交叉互联箱模拟装置接线示意图；图中：a1、a2、b1、b2、c1、c2—端子、a3、b3、c3—避雷器端子、3—接地装置；

图5为保护接地箱模拟装置接线示意图；图中g1、g2、g3、f1、f2、f3、e1、e2、e3—端子。

具体实施方式

见图1，一种高压电缆交叉互联接地系统模拟装置，其特征在于：

整体的主板结构：由保护接地箱模拟装置1引出三组导线，模拟实际环境中A、B、C三相电缆铝护套结构，在分别经过四组可插拔端子排7，后接入直接接地箱模拟装置4，在三组导线中间两组可插拔端子排7处分别引出两条电线分别接入对应的两个交叉互联箱模拟装置2中，模拟实现三相电缆铝护套电流交叉换位，整体结构在环氧树脂板5上搭建，对应的直接接地箱模拟装置4、交叉互联箱模拟装置2、保护接地箱模拟装置1的内部接线原理详见如下：

直接接地箱模拟装置4内部接线：如,2所示，三组电线6分别接入避雷器端口d1、d2、d3，然后d1连接d2连接d3后接地。

交叉互联箱模拟装置2内部接线：如图3所示，以保护接地箱模拟装置1引出的三组电线6作为入线侧，分别接入a1、b1、c1端子，以直接接地箱模拟装置4侧引出的电线为出线侧，分别接入a2、b2、c2三个端子，然后a1端子连接c2端子，b1端子连接a2端子，c1端子连接b2端子实现三相电缆铝护套电流的交叉换位。然后a2端子连接a3避雷器端子，b2端子连接b3避雷器端子，c2端子连接c3避雷器端子，然后由a3、b3、c3三相引出接地。

保护接地箱模拟装置1内部接线：如图4所示，三相电线6分别接入g1,f1,e1三个端子，分别直接连通g1g2g3端子，f1f2f3端子，e1e2e3端子，然后三相电线6引出接地。

本实用新型具体结构设置与工作原理

我们在环氧树脂板材上搭建该套模拟装置，利用电线模拟高压电缆护层结构及实现高压电缆同轴电缆，利用端子作为过渡，仿照真实电缆设施中直接接地箱、交叉互联箱、保护接地箱的真实结构完成内部接线，实现电缆交叉互联功能的真实模拟。

本实用新型使用方法

此处罗列两种平台的使用方法：

1)交叉互联、单端接地系统模拟接线

可模拟高压电缆交叉互联、单端接地系统实际接地系统，操作人员可动手进行接线，可开展交叉护线系统接线的培训、考核，让操作人员实际了解交叉互联系统的接线方式。

2)电缆预防性试验模拟操作

见图5，电缆预防性试验一般在线路投产后5年内开展，是判断运行电缆健康状况的重要依据，是电缆运行单位的一项重要工作。试验时，使用绝缘电阻表，对电缆外护套进行测试，测量绝缘电阻值是否满足0.5MΩ/km。

使用绝缘电阻表，测试同轴电缆内外芯的绝缘电阻值，黑色表笔碰触一芯，红色表笔碰触一芯。如绝缘电阻值为为0，则同轴电缆内外芯短路。