一、技术要求
1．设备能实现10KV线路接地故障模拟、短路故障模拟、断路故障模拟，并且设备能独立输出非故障电流与电压，设备可长时间工作在非故障电流与电压输出状态。
2．设备电流回路、电压回路、角度回路可独立控制与设定，各个故障状态前、故障状态中，故障状态后可独立设定。
3．设备具有过压保护、过流保护、过热保护、短路保护，安全等级符合国家标准等级。
4．设备具有紧急停止按钮，在发生突发事件时能一键断电进行保护。
二、主要技术参数
1．输出电压：0-10KV
2．输出电流：0-1000A
3．输出时间：0-60S
4．导线架长度5米，线径总直径≤33mm
5. 遥控功能：实现急停、启动、停止的100M远距离遥控
三、故障功能的实现
1．电流输出状态转换：以0~1000A为范围设定10个档位电流输出无法实现设定值瞬间输出功能，只能设定固定档位输出；如：设定0~100A，0~200A，0~300A……1000A十个档位，分别对应这1倍，2倍，3倍……10倍的电流值，实验时需要在100A档位下调出额定电流需要加几倍直接切换就可以；
2．电压输出状态转换：等同与电流状态状态转换；
3．相位状态转换：以电压相位固定作为参考对应电流输出角度分别设定
0度，30度，60度，90度……360度12个档位，实验时提前设定好故障状态的角度就可以实现快速转换。
4．故障状态设定：仪器具有3个状态设定，状态①：电压、电流、角度可设定，该设定一般为模拟供电线路中正常供电状态，状态②：电压、电流、角度可设定，该设定一般为故障发生时状态，状态③：电压、电流、角度可设定，该设定一般为故障后状态；如图1
图1
按钮与开关说明：
1) 电压开关：电压回路控制开关，开关在“ON”状态时，电压回路导通，状态1、状态2、状态3中电压值可设定；开关在“OFF”状态时，电压回路断开，状态1、状态2、状态3中电压值不可设定。
2) 电流开关：电流回路控制开关，开关在“ON”状态时，电流回路导通，状态1、状态2、状态3中电压值可设定；开关在“OFF”状态时，电流回路断开，状态1、状态2、状态3中电流值可设定。
3) 角度开关：相位回路控制开关，开关在“ON”状态时，相位回路导通，状态1、状态2、状态3中电压值可设定；开关在“OFF”状态时，相位回路断开，状态1、状态2、状态3中相位不可设定。
4) 输出方式转换：开关在“常规”状态时，状态1中参数可设（时间设定除外），状态2、状态3中参数不可设；开关在“状态”状态时，状态1、状态2、状态3中参数可设。
5) 启动：设备按设定状态开始工作按钮；
6) 停止：设备按设定状态停止工作按钮；
7) 急停：紧急停止按钮；
8) 角度加/减：调节输出电流相对于输出电压相位角度；
9) 电压加/减：调节输出电压值，可调范围0-10KV，最小可调1V；
10) 主电流加/减：调节输出主电流值，可调范围0-1000A，最小可调0.3A；
11) 辅电流加/减：调节输出辅电流值，可调范围0-100A，最小可调0.3A;
12) 状态1工作指示：指示状态1工作状态，指示灯“亮”，状态1工作，指示灯“灭”，状态1不工作；
13) 状态1时间设定：设定状态1工作时间，当输出方式转换为“状态”状态时，该设定有效；当输出方式转换为“常规”状态时，该设定无效
14) 状态1电压设定：调节状态1输出电压档位，0-1KV,0KV-2KV…….0KV-10KV共10个档位可选，调节电压加/减按钮设定状态1输出电压值；
15) 状态1电压显示：显示状态1输出电压值；
16) 状态1电流设定：调节状态1输出电流档位，0-100A,0-200A…….0-1000A共10个档位可选，调节主电流加/减按钮设定状态1输出电流值；
17) 状态1电流显示：显示状态1输出电流值；
18) 状态1角度设定：调节状态1输出电流角度档位，0度，30度，60度，90度……360度12个档位，调节角度加/减按钮设定状态1输出电流角度值；
19) 状态1输出电流角度显示：显示状态1输出电流角度值；
20) 状态1主电流显示：显示状态1输出主电流值；
21) 状态1辅电流显示：显示状态1输出辅电流值；
22) 状态2工作指示：指示状态2工作状态，指示灯“亮”，状态2工作，指示灯“灭”，状态2不工作；
23) 状态2时间设定：设定状态2工作时间，当输出方式转换为“状态”状态时，该设定有效；当输出方式转换为“常规”状态时，该设定无效，可调范围0-60S，最小可调10ms；
24) 状态2电压设定：调节状态2输出电压档位，0-1KV,0-2KV…….0-10KV共10个档位可选，状态2输出电压只能是状态1输出电压的整数倍（1-10倍）；
25) 状态2电压显示：显示状态2输出电压值；
26) 状态2电流设定：调节状态2输出电流档位，0-100A,0-200A…….0-1000A共10个档位可选，调节该档位并调节辅电流加/减按钮设定状态2输出电流值；
27) 状态2电流显示：显示状态2输出电流值；
28) 状态2角度设定：调节状态2输出电流角度档位，0度，30度，60度，90度……360度12个档位，调节角度加/减按钮设定状态2输出电流角度值；
29) 状态2输出电流角度显示：显示状态2输出电流角度值；
30) 状态2主电流显示：显示状态2输出主电流值；
31) 状态2辅电流显示：显示状态2输出辅电流值；
32) 状态3工作指示：指示状态3工作状态，指示灯“亮”，状态3工作，指示灯“灭”，状态3不工作；
33) 状态3时间设定：设定状态3工作时间，当输出方式转换为“状态”状态时，该设定有效；当输出方式转换为“常规”状态时，该设定无效；
34) 状态3电压设定：调节状态3输出电压档位，0-1KV,0-2KV…….0-10KV共10个档位可选，状态3输出电压只能是状态1输出电压的整数倍（1-10倍）；
35) 状态3电压显示：显示状态3输出电压值；
36) 状态3电流设定：调节状态3输出电流档位，0-100A,0-200A…….0-1000A共10个档位可选，状态3输出电流只能是状态1输出电流的整数倍（1-10倍）或者是状态2辅电流值；
37) 状态3电流显示：显示状态3输出电流值；
38) 状态3角度设定：调节状态3输出电流角度档位，0度，30度，60度，90度……360度12个档位，调节角度加/减按钮设定状态3输出电流角度值；
39) 状态3输出电流角度显示：显示状态3输出电流角度值；
40) 状态3主电流显示：显示状态3输出主电流值；
四、硬件说明
1、电流源：采用自主研发的环形空心隔离感应式输出方式，对电缆进行电磁输出，不直接输出电流。
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额定容量：
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5KVA
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相 数：
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单相
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输入电压：
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220V/380V
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输出电压：
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10V
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输出电流：
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1000A
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输出方式：
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空心感应式
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调整方式：
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粗调，细调
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粗调方式：
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10级10倍档位调整
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细调方式：
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档位内无级调整
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绝缘等级：
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B级
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绝缘电阻：
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5MΩ
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耐压试验：
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2000V/min
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波形畸变：
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≤0.1%
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2、电压源：采用高低压分离结构，保证实验人员的安全问题。
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额定容量：
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5KVA
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相 数：
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单相
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输入电压：
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220V/380V
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输出电压：
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10KV
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输出电流：
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0.5A
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输出方式：
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高低压分离，隔离式
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调整方式：
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粗调，细调
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粗调方式：
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10级10倍档位调整
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细调方式：
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档位内无级调整
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绝缘等级：
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B级
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绝缘电阻：
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5MΩ
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耐压试验：
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2000V/min
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波形畸变：
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≤0.1%
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3、相位源：三相数字式移相器。
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额定容量：
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10KVA
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相 数：
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三相
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输入电压：
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三相四线380V
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输出电压：
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三相四线380V
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输出电流：
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20A
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输出方式：
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多级耦合输出
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调整方式：
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12级档位调整
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绝缘等级：
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B级
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绝缘电阻：
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5MΩ
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耐压试验：
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2000V/min
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波形畸变：
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≤0.1%
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4、开关量：仪器内部所有主回路开关量均为无触电继电器，保证动作时间的快速，同步特性
五、功能简介及工作逻辑
1、功能简介：
升流变压器跟电缆为非接触式，即给电缆加的是磁场信号，让电缆在磁场作用下自动感应出电流，这样升压变压器所产生的高压，就可以直接加到电缆导体上，而不会出现两个强电信号彼此短路的情况；
相位调整是通过对电源测进线电压相位角的调整来实现的，即电压源的供电是通过电网电压直接进行转换，而电流源的供电是通过一个移相变压器对电网相位转换后才进行转换的，所以以电压源为参考，电流源的相位角是通过移相变压器相位角的变化而变化的。
2、工作逻辑：
在模拟线路故障时，该设备设立了三个状态，每个状态都有时间设定，当点下启动按钮后仪器会自动进入状态①，状态①时间结束的同时，状态②自动开始，状态②时间结束的同时，状态③自动开始，状态③结束实验结束。
1）短路故障模拟实验：
实验前先“电压开关”、“电流开关”、“角度开关”分别旋到“ON”状态，“输出方式转换”旋钮旋到“状态”档位；
状态①为线路正常运行状态，在状态①中，将“电压设定”档位旋到0-10KV档，调节“电压加/减”，将正常运行电压设定为10KV；将“电流设定”档位旋到0-100A档，调节“电流加/减”，将正常运行电流设定为100A；将“角度设定”档位旋到30度档，设定电压跟电流的相位为30度（大于0度小于90度我们可以设定完美情况）；调节“时间设定”旋钮，将正常运行时间设定为10S；
状态②为故障状态，在状态②中，将“电压设定”档位旋到0-10KV档，将故障电压设定与状态①电压一致，为10KV；将“电流设定”档位旋到0-200A档，将主电流设定为状态①电流的2倍，为200A；将“角度设定”档位旋到30度档，设定电压跟电流的相位为30度；调节“时间设定”旋钮，将故障运行时间设定为1S；
状态③设定为故障后状态，在状态③中，调节“时间设定”旋钮，将故障后运行时间设定为0S，无论状态③中电压与电流设定值为多少，一进入状态③，电压、电流输出为0；
设置完毕后点下启动按钮，设备将依次按三个状态所设定的时间进行自动输出转换。
2）接地故障模拟实验：
实验前先“电压开关”、“电流开关”、“角度开关”分别旋到“ON”状态，“输出方式转换”旋钮旋到“状态”档位；
状态①为线路正常运行状态，在状态①中，将“电压设定”档位旋到0-10KV档，调节“电压加/减”，将正常运行电压设定为10KV；将“电流设定”档位旋到0-100A档，调节“电流加/减”，将正常运行电流设定为100A；将“角度设定”档位旋到30度档，设定电压跟电流的相位为30度（大于0度小于90度我们可以设定完美情况）；调节“时间设定”旋钮，将正常运行时间设定为10S；
状态②为故障状态，在状态②中，将“电压设定”档位旋到0-10KV档，将故障电压设定与状态①电压一致，为10KV；将“电流设定”档位旋到0-100A档，调节“电流加/减”电流调到55A,将主电流设定为状态①电流的4倍，为220A，将故障电流设定为220A；将“角度设定”档位旋到30度档，设定电压跟电流的相位为30度；调节“时间设定”旋钮，将故障运行时间设定为20MS；
状态③设定为故障后状态，在状态③中，将“电压设定”档位旋到0-7KV档，将故障电压设定为7KV；将“电流设定”档位旋到0-200A档，将主电流设定为状态①电流的2倍，为200A，并关闭辅电流功能，将故障后电流设定为220A；将“角度设定”档位旋到30度档，设定电压跟电流的相位为30度；调节“时间设定”旋钮，将故障运行时间设定为2S；
设置完毕后点下启动按钮，设备将依次按三个状态所设定的时间进行自动输出转换。
3）断路故障模拟实验：
实验前先“电压开关”、“电流开关”、“角度开关”分别旋到“ON”状态，“输出方式转换”旋钮旋到“状态”档位；
状态①为线路正常运行状态，在状态①中，将“电压设定”档位旋到0-10KV档，调节“电压加/减”，将正常运行电压设定为10KV；将“电流设定”档位旋到0-100A档，调节“电流加/减”，将正常运行电流设定为20A；将“角度设定”档位旋到30度档，设定电压跟电流的相位为30度（大于0度小于90度我们可以设定完美情况）；调节“时间设定”旋钮，将正常运行时间设定为5S；
状态②为故障状态，在状态②中，调节“时间设定”旋钮，将故障后运行时间设定为0S，无论状态②中电压与电流设定值为多少，一进入状态②，电压、电流输出为0；
状态③设定为故障后状态，在状态③中，调节“时间设定”旋钮，将故障后运行时间设定为0S，无论状态③中电压与电流设定值为多少，一进入状态③，电压、电流输出为0；
设置完毕后点下启动按钮，设备将依次按三个状态所设定的时间进行自动输出转换。
主控制箱
遥控器
主控制箱，内部包括电压源低压部分，电流源初级部分，相位调整整体部分，所有回路控制部分。
实验所需场地约为15平方米，长不小于5米，宽度不小于3米