电缆故障波形培训及评测工具的研究

电缆故障波形培训及评测工具的研究

周磊 1 冯潇 2 周荣玲 1 郭宇杰 1 郭玉威 1

1. 国网江苏省电力有限公司技能培训中心 江苏省苏州市  215000        2. 国网江苏省电力有限公司丹阳市供电分公司   江苏省丹阳市 212300

摘要：为了提升相关人员的电缆故障检测能力，并可以符合电力工程的相关需求，本文对电缆故障波形培训及评测工具进行了分析。该培训系统在研究电力电缆故障诊断的基础上，借助计算机等先进技术，辅以多种表现形式实现培训，包含了理论培训、操作培训、训练人员考核评估等功能，软硬件组成合理。该培训系统能够很好地对相关的技术人员展开高效的培训，还能够符合电路运维的现实需要。

关键词：电力电缆；故障培训；技术

中图分类号：R498.33 文献标识码：A

1系统概述

本系统分为学生自主学习和上机等级评定两大功能模块。

一个老师端可以控制理论上无数个端口的学生端。

学生端有教材教学、视频教学、经典案例、波形联系、波形模拟考核、电缆故障相关试题联系与考核资源更新等等功能。

老师端能够对于学生端进行管理，还能发布考试任务，选择对应题库进行考试内容，自动对学生考试结果进行评分，得到考试报告。

这种新型的上机培训，能够让大量电缆专业技术人员，快速掌握电缆故障在现场产生的“复杂波形”，快速积累现场经验，完成对电缆故障波形的深入了解，应用大量现场实际属于，让技术人员将来在现场，能够更快速、高效定位电缆故障点。

本培训模式比正常培训模式效率提高了N倍，正常培训模式只能采取实际演练操作的方式，故障种类单一、波形单一、培训效率低下，本培训模式在质量和数量上，都大大超越传统正常培训模式，是一种培训的时代创新^[1]。

此次研究的基本原理为大数据、云平台、计算机数据库自动识别技术。通过对于各个供电公司以及设备厂家现场波形、案例、素材的收集和整合，写入大数据库，将后续不断采集的数据通过专业的数据整合软件，连接到网络大学服务器，并兼容现有的考核平台，将考核后的结果反馈到现有的考核平台，进行管理和统一输出。当各子应用系统，连接到网络时，云数据库通过网络对于各子系统进行自动本地数据库的更新，从而使各子应用数据库一直处于更新状态当中。

系统由后台总站（服务器）—网络大学—教学主站（本地服务器）—教学终端（数量不限）—软件组成，通过网络形成自我学习的一套系统，永不落后。同时系统还能扩展其他教学内容，随时加入，为该系统扩大功能，有更大的应用面。

系统集成学习、考试、自我批阅等功能为一体，解放教师，不需要非常专业的老师，就能让学员，自学，自评！足不出户老师教，老师评。

图1 系统物理构架图

2培训系统功能分析

2.1理论培训

在此，主要阐述如何明确电缆故障，包括有类型，还有故障测距方法等，从而让受训的学员可以从理论上有整体的认知，且给出具体运用时的相关指引。1）在电缆故障方面。主要对以往故障的进行了描述，并强调电缆故障培训的重要作用，这对理论的提升非常重要。2）电缆故障致因。通常来看，造成电缆故障的因素非常之多，且这些因素会彼此作用而形成的。如若要防止或者在第一时间处理有故障，那么就应该明确掌握造成电缆出现问题的致因。3）电缆故障的具体表现。主要对电缆故障进行阐述，关注其出现故障时的特征、类型。4）故障检测经过分析。其经过是首先对故障性质进行判断，接着展开故障测距工作，然后进行故障定点^[2]。

2.2 操作培训

在此部分，主要是展开专题培训，关注的重点有故障性质判断等。进行故障诊断培训时，从测量故障电阻等关注点开展，并且结合结果从而明确故障的种类。而在明确故障类型后，则是由此选取对应的故障测距，并且确定定点测量方法。通常而言，电缆往往设置在地下，完成故障测距工作后，还应该在地面表层展开故障定点作业。而所开展的各个操作项目，应该依据相关的标准程序展开，确保整个操作有序进行，且要借助不同的方式实现细节的讲解，帮助学员掌握相关的知识。

2.3技能考核评估

所谓的考核评估系统，其主要关注的是学员借助之前的学习，也就是在理论、操作等培训的前提下，置于教员机控制之下，学员可以自行能使用考试系统，而在考试里，重点是联系理论进行考核，还有模拟设施操作等，而在完成以上操作后，系统可以自动给操作者进行评价。而且，该系统具备远程教育的端口，可以进行网络培训，并且存在操作、管理等较为完善的功能。

3培训系统的硬件实现

3.1仿真服务器

在本仿真系统里，其关键的构成之一便为仿真服务器，硬件上主要借助高性能计算机作去实现，主要的功能是存储各种信息，主要有复杂算法、过往数据等，还可以实现教案的收录，构建试题库，储存训练学员资料等^[3]。

3.2调度控制服务器

它的主要作用为展开数据采集工作，进行遥调操作作业，且展开信号处理。它的主要工作内容为，进行电缆不同数据信号是的收集整理；数据处理方面，主要针对电缆不同数据进行收集，以及对遥控信号展开处理作业，依据模拟量等因素展开响应。而且，调度服务器会承担把控全网数据通信工作，从而进行逻辑信号收发工作。

4仿真培训系统的软件实现

在整个系统构建中，主要使用到的算法是下列几项。第一是偏微分方程，以这种算法而言，可以对电缆等展开建模作业，且可以明确提出边界条件，一旦处于确定的激励状态下，通过数值解法可以实现掌握信号传输状态，它的不足为整个过程相对复杂，同时运算量也非常的大，展开调试工作时往往会表现得麻烦。第二是EMTP内核仿真，以此算法来看，通常会依据处理计算接口进行，通过使用EMTP自身所拥有的软件包，进行全部过程的仿真。以这种方法来说，必须重视模型构造等各种类的情况。那这种方法来说，非常容易实现，但是就测试波形而言，其和具体波形存在这很大的差别^[4]。

结束语

以本系统而言，借助上机考试实现了对学员的有效测评，掌握了学员的学习状况，能够促使学员进行丰富有用的培训。还有，本系统还能够借助远程协助，实现对学员的疑难问题，从而能够对学员带来快速掌握故障测试能力起到有效的帮助。

参考文献

[1]许开熙.配电电缆常见故障分析及维护方法探讨[J].科技创新导报,2020,17(17):57+59.

[2]翟荣刚,杨威,高原,沙静.电力电缆运行故障仿真分析研究[J].合肥学院学报(综合版),2020,37(02):75-80.

[3]王键.电力电缆的故障分析及检测方法[J].集成电路应用,2019,36(01):51-52.

[4]姚广元,郑志贤,徐亦熹.电力电缆运行、故障及试验综述[J].山东工业技术,2017(19):202.