1.一种模块式电缆仿真及故障模拟系统,其特征是:包括电缆模拟模块、故障模拟模块、测量模块和控制模块,控制模块连接测量模块、电缆模拟模块和故障模拟模块,测量模块和故障模拟模块与电缆模拟模块连接;所述电缆模拟模块通过硬件电路模拟电缆,通过调节硬件电路来调节所模拟电缆的模拟参数,模拟参数包括长度、波速、介电损耗;所述故障模拟模块用于模拟接地故障和局部放电故障;所述测量模块,采集电缆模拟模块的采样数据,并发送给控制模块;控制模块接收用户的操作并修改模拟参数,并将接收到的采样数据在PC上展示;控制模块控制电缆模拟模块和故障模拟模块中的继电器通断,实现模拟参数修改;电缆模拟模块采用若干段硬件电路串联模拟总电缆,每段硬件电路上均设置有旁路,并通过旁路开关通断来调节所需模拟电缆长度,硬件电路上并联有若干电感Ⅰ,再将并联后的电感Ⅰ与电阻Ⅰ串联构成主线电路,每个电感Ⅰ均串联有对应的继电器Ⅰ,所述电阻Ⅰ连接硬件电路的输出端,若干电容Ⅰ并联后一端连接硬件电路的输出端,每个电容Ⅰ均串联有继电器Ⅱ,并联后电容Ⅰ另一端连接介电损耗模拟电路,介电损耗模拟电路另一端接地,介电损耗模拟电路包括接地线路和调整线路,接地线路通过继电器Ⅲ直接接地,调整线路上并联有若干电阻Ⅱ,并联后的电阻Ⅱ串联电 容Ⅱ,并通过电容Ⅱ接地,若干电阻Ⅱ通过其相应的继电器Ⅳ通断。
2.根据权利要求1所述的一种模块式电缆仿真及故障模拟系统,其特征是:若干段硬件电路等长设置,若干硬件电路所模拟电缆中的两条相邻的硬件电路之间设置有用于接入故障模拟模块的故障点。
3.根据权利要求1所述的一种模块式电缆仿真及故障模拟系统,其特征是:若干段硬件电路长度依次倍增设置,若干硬件电路所模拟的单端电缆两端设置有用于接入故障模拟模块的故障点。
4.根据权利要求2或3所述的一种模块式电缆仿真及故障模拟系统,其特征是:控制模块包括PC和单片机,PC连接单片机,单片机分别与电缆模拟模块和故障模拟模块连接,PC提供人机交互功能,供用户修改模拟电缆参数和故障参数,同时将采样数据用图形化的方式展示出来,单片机控制电缆模拟模块和故障模拟模块中的继电器通断,实现模拟参数修改功能。
5.根据权利要求4所述的一种模块式电缆仿真及故障模拟系统,其特征是:测量模块包括脉冲信号源和采样电路,采样电路和脉冲信号源接入电缆模拟模块的输入端,脉冲信号源周期性地发出脉冲信号,信号加载到电缆模拟模块所模拟的电缆上,所模拟电缆末端悬空,采样电路收集入射脉冲和反射脉冲反馈给控制模块。
6.根据权利要求5所述的一种模块式电缆仿真及故障模拟系统,其特征是:故障模拟模块包括接地故障模拟电路和局部放电故障模拟模块,接地故障模拟电路包括低阻接地故障电路和高阻接地故障电路,低阻接地故障电路上串联有相应的继电器Ⅴ,并通过继电器Ⅴ直接接地,高阻接地故障电路上串联有电阻Ⅲ,电阻Ⅲ串联有相应的继电器Ⅵ,并通过继电器Ⅵ接地,局部放电故障模拟模块采用脉冲生成模块,通过PC预先采集不同局部放电的信号,并建立放电特征数据库,根据放电类型,PC发送对应的脉冲相位和幅值数据至单片机中,单片机根据接收到的数据,按照工频50Hz的频率,控制脉冲生成模块生成对应的脉冲。
7.一种模块式电缆仿真及故障模拟系统的故障模拟方法,采用权利要求1所述的模块式电缆仿真及故障模拟系统,其特征是:根据所需模拟总电缆需求选择电缆模拟模块采用若干段等长硬件电路串联模拟方式或若干段长度依次倍增的硬件电路串联模拟方式;采用若干段等长硬件电路串联模拟总电缆,则将故障模拟模块输入端接入所模拟电缆的任意两段硬件电路之间;采用若干段长度依次倍增的硬件电路串联模拟总电缆,则将故障模拟模块输入端接入单段所模拟电缆的两端;在确定电缆模拟模块模拟总电缆方式后,PC提供人机交互功能向单片机发送指令,单片机控制硬件电路旁路开关通断,其旁路开关断开部分的硬件电路长度之和等于所模拟电缆的长度;PC提供人机交互功能向单片机发送指令,单片机控制硬件电路的继电器Ⅰ和继电器Ⅱ通断切换不同的电感Ⅰ和电容Ⅰ调节所模拟的电缆波速,并保证各个硬件电路修改值保持一致;脉冲信号源周期性地发出脉冲信号,入射脉冲在故障处发生反射,采样电路检测到入射脉冲和反射脉冲后,根据两脉冲间隔和所模拟电缆长度可以计算出所模拟电缆波速从而确认所需模拟电缆类型;PC提供人机交互功能向单片机发送指令,单片机控制介电损耗电路的继电器Ⅲ和继电器Ⅳ的通断,从而模拟所模拟电缆类型的介电损耗;通过PC人机交互功能确定选择局部放电故障和接地故障;在确定选择故障类型为局部放电故障时,根据放电类型,PC发送对应的脉冲相位和幅值数据至单片机中,单片机根据接收到的数据,按照工频50Hz的频率,控制脉冲生成模块生成对应的脉冲模拟局部放电故障;在确定选择故障类型为接地故障时,PC提供人机交互功能向单片机发送指令,单片机控制故障模拟模块的继电器Ⅴ和继电器Ⅵ通断模拟低阻接地故障或高阻接地故障;测量模块的脉冲信号源周期性地发出脉冲信号,入射脉冲在故障处发生反射,采样电路检测到入射脉冲和反射脉冲后,根据两脉冲间隔和电缆波速定位解读故障位置,并将数据反馈至单片机,单片机接收到故障数据后发送至PC,由PC将采样数据用图形化的方式展示出来。