一种故障仿真电气开关的制作方法

本发明属于电气，具体涉及故障仿真电气开关。

背景技术：

1、电气运维人员需要具有相当高的理论知识与现场经验。但是传统培训方式往往重视理论知识，而现场经验需要大量的工作时间作为积累，见效慢，耗时长。如果能为电气运维人员提供一种电气故障的仿真场景，让电气运维人员直观的排查故障，则可以快速培养电气运维人员。

2、目前，关于电气故障仿真的方案已有众多现有技术，但是能够在电气运维人员的培训考核中进行故障仿真的电气开关仍未有相应的技术方案公开。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种故障仿真电气开关，通过模拟开关的故障工况，解决传统培训方式重视理论知识、缺乏现场实践的问题。

2、具体地说，本发明的技术方案如下：一种故障仿真电气开关，包括开关量信号采集单元、电气量信号采集单元、操作与显示单元、通讯单元、控制电路、脱扣装置、回路故障执行机构和微处理单元，所述开关量信号采集单元采集开关的分合位置状态以及操作与显示单元中操作按钮状态，转换后发送给微处理单元；

3、所述电气量信号采集单元获取通过开关的电压和电流信号，经信号处理电路转为电平信号，并发送给微处理单元；

4、所述操作与显示单元与微处理单元连接，包括显示屏和操作按钮，所述显示屏显示开关状态及相应信息，所述操作按钮用于实现开关的相应操作；

5、所述通讯单元与微处理单元连接，用于开关与上位机的通讯；

6、所述控制电路由微处理单元控制，用于操作脱扣装置；

7、所述脱扣装置用于在控制电路的操作下实现开关的开断；

8、所述回路故障执行机构由微处理单元单独控制，能够在脱扣装置不动作的情况下单独实现开关内部回路的开断；

9、所述微处理单元包括a/d转换模块、微处理器及其外围电路，其中外围电路用于微处理器与外部的连接，a/d转换模块用于将电气量信号采集单元采集的电气量转换后发送给微处理器，微处理器被配置为：当微处理器收到上位机发送的需要模拟故障的信号时，微处理器切换到模拟故障模式，模拟相应故障，其中：

10、当需要模拟的故障为电气量故障时，由微处理器生成需要仿真的故障电气值和/或动作告警值并在操作与显示单元上显示，以模拟电气量故障；

11、当需要模拟的故障为回路故障时，由微处理器单独控制回路故障执行机构在脱扣装置保持合位的状态下使开关内部回路断开，以模拟回路故障；

12、当需要模拟的故障为通讯故障时，由微处理器对通讯单元的信号电平进行控制，以模拟通讯故障；

13、当需要模拟的故障为远程控制故障时，由微处理器忽略相应远程控制命令，以模拟远程控制故障。

14、进一步而言，电气量信号采集单元包括电流采集和电压采集电路，所述电流采集和电压采集电路利用电流互感器和电压互感器获取通过开关的电压和电流信号。

15、进一步而言，所述电气量故障，包括模拟采样精度故障、告警/动作事件仿真、二次回路断线故障。

16、进一步而言，所述回路故障，包括开关内部单相回路故障和多相回路故障。

17、进一步而言，所述通讯故障，包括开关本体通讯参数错误和本体串口失灵故障。

18、进一步而言，所述远程控制故障，包括开关遥控失灵和保护动作跳闸失灵故障。

19、本发明公开的电气开关故障仿真方法，所述电气开关包括操作与显示单元、通讯单元、脱扣装置、回路故障执行机构和微处理器，当微处理器收到上位机发送的需要模拟故障的信号时，微处理器切换到模拟故障模式，模拟相应故障，其中：

20、当需要模拟的故障为电气量故障时，由微处理器生成需要仿真的故障电气值和/或动作告警值并在操作与显示单元上显示，以模拟电气量故障；

21、当需要模拟的故障为回路故障时，由微处理器单独控制回路故障执行机构在脱扣装置保持合位的状态下使开关内部回路断开，以模拟回路故障；

22、当需要模拟的故障为通讯故障时，由微处理器对通讯单元的信号电平进行控制，以模拟通讯故障；

23、当需要模拟的故障为远程控制故障时，由微处理器忽略相应远程控制命令，以模拟远程控制故障。

24、本发明的有益效果如下：本发明通过模拟开关的故障工况，实现了电气开关全面的故障状态仿真，包括电气量故障、回路故障、通讯故障、远程控制故障，能够为电气运维人员提供一个见效快、直观形象、设计科学、实用性强的培训学习、故障排查的应用场景，解决了传统培训方式重视理论知识、缺乏现场实践的问题，可以快速培养电气运维人员。使用本发明，可以对培训人员进行现场考核，有效避免了现有排查故障方式通过记录的大量案例作出判定而导致的误判、错判、现场动手排查能力差等现象，更加直观，使得参训人员印象更加深刻，实训效果好，大大降低了教学成本。

技术特征：

1.一种故障仿真电气开关，包括开关量信号采集单元、电气量信号采集单元、操作与显示单元、通讯单元、控制电路、脱扣装置、回路故障执行机构和微处理单元，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的故障仿真电气开关，其特征在于，电气量信号采集单元包括电流采集和电压采集电路，所述电流采集和电压采集电路利用电流互感器和电压互感器获取通过开关的电压和电流信号。

3.根据权利要求1或2所述的故障仿真电气开关，其特征在于，所述电气量故障，包括模拟采样精度故障、告警/动作事件仿真、二次回路断线故障。

4.根据权利要求1或2所述的故障仿真电气开关，其特征在于，所述回路故障，包括开关内部单相回路故障和多相回路故障。

5.根据权利要求1或2所述的故障仿真电气开关，其特征在于，所述通讯故障，包括开关本体通讯参数错误和本体串口失灵故障。

6.根据权利要求1或2所述的故障仿真电气开关，其特征在于，所述远程控制故障，包括开关遥控失灵和保护动作跳闸失灵故障。

7.一种电气开关故障仿真方法，所述电气开关包括操作与显示单元、通讯单元、脱扣装置、回路故障执行机构和微处理器，其特征在于：

技术总结本发明公开了一种故障仿真电气开关，属于电气技术领域，包括开关量信号采集单元、电气量信号采集单元、操作与显示单元、通讯单元、控制电路、脱扣装置、回路故障执行机构和微处理单元，所述微处理单元包括微处理器及，当微处理器收到上位机发送的需要模拟故障的信号时，微处理器进入模拟故障模式，模拟相应故障。本发明通过模拟开关的故障工况，能够为电气运维人员提供一个见效快、直观形象、设计科学、实用性强的培训学习、故障排查的应用场景，解决了传统培训方式重视理论知识、缺乏现场实践的问题，可以快速培养电气运维人员。技术研发人员：蒋寅俊,盛德刚,曹俊岭,彭宁斌,袁铭萧,周书琴,王越,范琪,谢继平受保护的技术使用者：南京大全自动化科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/29