一种母排温升演示系统的制作方法

1.本实用新型属于电力演示技术领域，具体的说，涉及了一种母排温升演示系统。


背景技术：

2.电力电缆通过负载电流时，会产生一定的热量，随着负载电流的增大，电缆表面温度就越高。温度升高超过安全阈值时，如不及时处理，电缆持续通电运行后将会产生绝缘热击穿现象，造成电缆发生相间短路跳闸现象，严重的可能会引起火灾会对系统造成较大的安全隐患。因此，除了要从实际电力系统出发对这种隐患进行消除之外，还可以构建相应的实训系统对母排温升进行模拟，方便试验人员开展预防性仿真试验。目前，以plc为主体的新型电气控制系统以及逐渐取代了传统的继电器电气控制系统，并广泛应用于各个领域，故利用plc实现过程控制，模拟母排加热与监控，更加贴近实际系统需求。如《基于plc 的温度控制实训装置的设计与应用》，孙剑光，技术论坛，2016年7月第12卷，第254页。公开了以铂电阻作为测温元件，用电阻丝作为加热元件，用风扇模拟通风过程，结合西门子plc的模拟量功能模块，以实现温度监测与加热速度的控制。
3.对于现有的演示系统，由于是对母排进行加热，在进行母排温升试验时，对演示系统的安全性要求较高，然而现有系统大多没有充分考虑系统运行的安全问题，在plc控制系统出现问题时，不能及时切断电源，安全系数较低。另外，在进行母排温升试验时，电缆母排温度升高可以很快达到设定的目标值，但需要降低母排温度时，需要自然冷却，试验人员需要等待较长时间，降低了试验的效率。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种母排温升演示系统。
5.为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
6.本实用新型提供了一种母排温升演示系统，包括断路器、导轨式开关电源、三相母排、接触器、测温传感器、加热片、水路冷却系统以及可编程控制器plc；所述三相母排上贴设所述加热片，所述加热片通过所述接触器连接所述导轨式开关电源；所述可编程控制器plc控制连接所述接触器，用以控制所述三相母排的加热通路的通断；所述测温传感器用于测量所述三相母排的实时温度；所述水路冷却系统包括水路冷却管道和阀控开关；所述水路冷却管道设置在所述三相母排的后面，所述阀控开关受控于所述可编程控制器plc；所述可编程控制器plc，用于当所述三相母排的实时温度被所述加热片加热到预定温度值时，控制所述接触器断开；还用于当需要对所述三相母排进行降温时，控制所述阀控开关，启动所述水路控制系统进行母排降温。
7.基于上述，还包括三个时间继电器，每个时间继电器串联在所述三相母排的每相加热通路上。
8.基于上述，三相母排的每相加热通路上还串接有用于控制母排投切的单相2极断路器，根据需求拨动投切对应母排。
9.基于上述，所述加热片采用硅橡胶加热片。
10.基于上述，所述硅橡胶加热片分部分缠绕在母排上。
11.基于上述，还包括与所述可编程控制器plc连接的监控显示屏。
12.本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说：
13.1）本实用新型模拟了三相母排温升时的温度监测与控制，而且本实用新型中采用的硅橡胶加热方法可以与被加热物体完全紧密接触，加热速度快；
14.2）本实用新型设置有冗余系统，若plc或接触器突发故障，有时间继电器防止三相母排持续升温，保障系统安全；
15.3）本实用新型的三相母排后面安装有水路冷却管道，需要对三相母排进行降温时，启动水路冷却系统，能够快速降低三相母排温度。
附图说明
16.图1为本实用新型母排温升演示系统的原理框图。
具体实施方式
17.下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
18.实施例1
19.如图1所示，本实施例提供一种母排温升演示系统，包括断路器、导轨式开关电源、三相母排、接触器km、测温传感器、加热片、水路冷却系统以及可编程控制器plc；
20.所述三相母排上贴设所述加热片，所述加热片通过所述接触器km连接所述导轨式开关电源；所述可编程控制器plc控制连接所述接触器km，用以控制所述三相母排的加热通路的通断；所述测温传感器用于测量所述三相母排的实时温度；所述水路冷却系统包括水路冷却管道和阀控开关k；所述水路冷却管道设置在所述三相母排的后面，所述阀控开关k受控于所述可编程控制器plc；
21.所述可编程控制器plc，用于当所述三相母排的实时温度被所述加热片加热到预定温度值时，控制所述接触器km断开；还用于当需要对所述三相母排进行降温时，控制所述阀控开关k，启动所述水路控制系统进行母排降温，能够迅速对母排温度进行冷却，快捷高效。
22.本实施例中，可编程控制器plc采用施耐德easy modicon m200 系列模块，包括1个以太网口，2个串行接口，40点io，电源为100-240vac 交流供电；测温模块选用配套的tm3ti4作为温度模拟量的检测入口，该模块数模转换精度为16位，具有4路测温信号处理能力，本实例选用tm3ti4模块的前三路模拟量输入端接入测温元件pt100 铂电阻，用于对三相母排的温度测量。
23.为了提高演示过程的可视化程度，所述可编程控制器plc还连接有监控显示屏，用于实现温度监控等可视化监控。
24.特别的，所述加热片采用硅橡胶加热片。硅橡胶具有很好的柔软性，可以与被加热物体完全紧密接触，加热速度快，且形状可随要求变化设计。为了加快加热速度，所述硅橡胶加热片分部分缠绕在母排上。
25.实施例2
26.本实施例与实施例1的区别在于：为了保证系统的安全性，本实施例演示系统还设置了冗余系统，即三个时间继电器ka，每个时间继电器ka串联在所述三相母排的每相加热通路上，对加热时间进行控制，当到达预设时间后，自动断开加热回路，防止可编程控制器plc或接触器km故障时，对三相母排持续加热，造成安全隐患。
27.本实施例演示系统通过plc和时间继电器两种方式控制加热片对三相母排进行加热，模拟三相母排温升，能够进行自动控制、手动控制、加热时间设定、加热温度设定；并对母排的加热温度进行双重保护，plc监测三相母排温度到达加热目标值或者时间继电器达到时间要求，都会停止加热母排，保证演示系统的安全可靠运行。
28.实施例3
29.本实施例与实施例2的区别在于：为了能够根据需求拨动投切对应母排，在三相母排的每相加热通路上还串接有用于控制母排投切的单相2极断路器。
30.最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。


技术特征：
1.一种母排温升演示系统，其特征在于：包括断路器、导轨式开关电源、三相母排、接触器、测温传感器、加热片、水路冷却系统以及可编程控制器plc；所述三相母排上贴设所述加热片，所述加热片通过所述接触器连接所述导轨式开关电源；所述可编程控制器plc控制连接所述接触器，用以控制所述三相母排的加热通路的通断；所述测温传感器用于测量所述三相母排的实时温度；所述水路冷却系统包括水路冷却管道和阀控开关；所述水路冷却管道设置在所述三相母排的后面，所述阀控开关受控于所述可编程控制器plc；所述可编程控制器plc，用于当所述三相母排的实时温度被所述加热片加热到预定温度值时，控制所述接触器断开；还用于当需要对所述三相母排进行降温时，控制所述阀控开关，启动所述水路冷却系统进行母排降温。2.根据权利要求1所述的母排温升演示系统，其特征在于：还包括三个时间继电器，每个时间继电器串联在所述三相母排的每相加热通路上。3.根据权利要求1所述的母排温升演示系统，其特征在于：三相母排的每相加热通路上还串接有用于控制母排投切的单相2极断路器，根据需求拨动投切对应母排。4.根据权利要求1所述的母排温升演示系统，其特征在于：所述加热片采用硅橡胶加热片。5.根据权利要求4所述的母排温升演示系统，其特征在于：所述硅橡胶加热片分部分缠绕在母排上。6.根据权利要求1所述的母排温升演示系统，其特征在于：还包括与所述可编程控制器plc连接的监控显示屏。

技术总结
本实用新型提供一种母排温升演示系统，包括断路器、导轨式开关电源、三相母排、接触器、测温传感器、加热片、水路冷却系统以及可编程控制器PLC；所述三相母排上贴设所述加热片，所述加热片通过所述接触器连接所述导轨式开关电源；所述测温传感器用于测量所述三相母排的实时温度；所述水路冷却系统包括水路冷却管道和受控于所述可编程控制器PLC的阀控开关；所述水路冷却管道设置在所述三相母排的后面；所述可编程控制器PLC，用于当所述三相母排的实时温度被所述加热片加热到预定温度值时，控制所述接触器断开；还用于当需要对所述三相母排进行降温时，控制所述阀控开关，启动所述水路控制系统进行母排降温。控制系统进行母排降温。控制系统进行母排降温。


技术研发人员：王雪冰
受保护的技术使用者：郑州克雷信息科技有限公司
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2022/7/12