一種感應(yīng)式二次電纜對(duì)芯儀的研制

引言

近年來(lái),恰逢電網(wǎng)變電站繼電保護(hù)改造及新變電站投產(chǎn)高峰期,涉及大量二次電纜的退運(yùn)、接入與使用。由于二次電纜多、每根電纜的線芯多,對(duì)芯成為電纜拆接前必不可少的一個(gè)基本環(huán)節(jié)。

目前,弱電線路的檢測(cè)尋芯市場(chǎng)上有比較成熟的技術(shù)和產(chǎn)品,如網(wǎng)線斷點(diǎn)檢測(cè)儀等,在檢測(cè)網(wǎng)線斷點(diǎn)時(shí)比較準(zhǔn)確。但對(duì)于二次電纜芯的核對(duì),變電站施工現(xiàn)場(chǎng)基本都是選擇使用萬(wàn)用表量通斷的對(duì)芯方法。

為此,我們研制了一種感應(yīng)式二次電纜對(duì)芯儀,能夠?qū)崿F(xiàn)二次電纜對(duì)芯尋芯及運(yùn)行電纜備用芯查找功能,降低對(duì)芯步驟中造成的交直流回路接地或短路、保護(hù)誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn),有效提高作業(yè)效率。

1感應(yīng)式二次電纜對(duì)芯儀的設(shè)計(jì)思路

1.1傳統(tǒng)對(duì)芯方法的不足

在二次施工、作業(yè)過(guò)程中,對(duì)芯是確保二次電纜接線正確的重要步驟。傳統(tǒng)作業(yè)方法中,對(duì)芯是將電纜芯一端對(duì)地,另一端用萬(wàn)用表測(cè)量對(duì)地是否導(dǎo)通,如圖1所示。

該方法存在以下不足之處:

(1）對(duì)芯前需逐根測(cè)量每根電纜芯有無(wú)電壓,交直流電壓均需測(cè)量,過(guò)程繁瑣且效率低[3];

(2）電纜對(duì)地存在交直流回路短路或接地的風(fēng)險(xiǎn),特別是對(duì)于開關(guān)控制回路,不正確的電纜對(duì)地存在開關(guān)誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn);

(3）在電纜較長(zhǎng)、干擾較大、變電站接地網(wǎng)不良等情況下,對(duì)地測(cè)量電阻較大且離散性大,增加了現(xiàn)場(chǎng)誤判的風(fēng)險(xiǎn)。

1.2感應(yīng)式二次電纜對(duì)芯儀的設(shè)計(jì)思想

為解決以上問題,我們研制了一套感應(yīng)式二次電纜對(duì)芯儀,其工作原理示意圖如圖2所示,它由信號(hào)發(fā)生器和對(duì)芯器組成,信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的特定頻率的高頻信號(hào)通過(guò)二次電纜專用接口接入需要對(duì)芯的電纜,在電纜周圍產(chǎn)生環(huán)繞的信號(hào)場(chǎng),通過(guò)高靈敏度感應(yīng)式對(duì)芯器很快在對(duì)端識(shí)別出目標(biāo)信號(hào),由此確定電纜兩端是同一根電纜芯,也可用于運(yùn)行電纜備用芯查找。

2感應(yīng)式二次電纜對(duì)芯儀的功能實(shí)現(xiàn)

一種感應(yīng)式二次電纜對(duì)芯儀,由信號(hào)發(fā)生器和對(duì)芯器組成,其中信號(hào)發(fā)生器如圖3所示,主要包括:金屬探針(101）、電源指示燈(102）、發(fā)信指示燈(103）、音頻信號(hào)發(fā)生模塊(104）、電源按鈕(105）、放大模塊(106）、電池(107）。

其電路原理圖如圖4所示,主要由KD9300大規(guī)模CMoS集成電路構(gòu)成,G為2節(jié)5號(hào)電池組成的電池組,S1為電源開關(guān),S2為發(fā)信按鈕,VD1為電源指示燈,VD2為對(duì)芯(發(fā)信）指示燈。

對(duì)芯器結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示,主要包括:金屬探針(201）、電源指示燈(202）、匹配指示燈（203）、檢測(cè)放大模塊(204）、電源按鈕（205）、抗干擾模塊(206）、揚(yáng)聲器（207）、電池(208）。

其電路原理圖如圖6所示,主要由LM4906音頻功率放大器構(gòu)成,G為2節(jié)5號(hào)電池組成的電池組,R1～R4均為匹配電阻,s3為電源開關(guān),C為耦合電容。

感應(yīng)式二次電纜對(duì)芯儀工作原理如圖2所示,當(dāng)按下s1電源開關(guān)時(shí),VD1電源指示燈亮,信號(hào)發(fā)生器上電,按下s2發(fā)信按鈕,VD2對(duì)芯（發(fā)信）指示燈亮,電路被觸發(fā),KD9300高頻信號(hào)經(jīng)VT9011放大,三極管集電極便產(chǎn)生一個(gè)高頻信號(hào),由金屬探針輸出,金屬探針與電纜芯連接:另外一側(cè)對(duì)芯器中,當(dāng)按下s3電源開關(guān)時(shí),對(duì)芯器金屬探針與電纜芯連接,當(dāng)兩側(cè)為同一電纜芯時(shí),信號(hào)經(jīng)電纜芯輸出至耦合電容C的耦合加到LM4906放大器的反相輸入端（1腳）,LM4906內(nèi)部有兩個(gè)放大器,抗干擾電路濾除干擾信號(hào),信號(hào)放大后從Vo1（2腳）和Vo2（3腳）以電橋輸出的形式加到揚(yáng)聲器,發(fā)出"滴滴"聲,VD4指示燈閃爍,發(fā)出聲光提示。當(dāng)兩側(cè)不是同一電纜芯時(shí),對(duì)芯器無(wú)聲光提示。

3感應(yīng)式二次電纜對(duì)芯儀的應(yīng)用

目前,本文所述感應(yīng)式二次電纜對(duì)芯儀已結(jié)合新建、擴(kuò)建、技改工程在多個(gè)變電站順利使用,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用證明:

（1）由于對(duì)芯的二次電纜上加的是信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的高頻信號(hào),即使該信號(hào)錯(cuò)加在帶電回路上,也不會(huì)造成保護(hù)誤動(dòng):

(2）無(wú)需測(cè)量交直流電壓,有效提高了作業(yè)效率:

(3）對(duì)芯器是利用高頻信號(hào)檢測(cè)放大來(lái)識(shí)別,所以無(wú)需將二次電纜對(duì)地,只需將對(duì)芯器的金屬感應(yīng)器接近或接觸電纜芯對(duì)端便可識(shí)別,整個(gè)過(guò)程中沒有新增任何導(dǎo)電二次回路,不存在交直流回路接地或短路、保護(hù)誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。

4結(jié)語(yǔ)

本文所述感應(yīng)式二次電纜對(duì)芯儀,其將KD9300CM:s集成電路產(chǎn)生的高頻信號(hào)加到二次電纜芯上,對(duì)側(cè)通過(guò)LM4906放大該電纜上的高頻信號(hào)輸出給揚(yáng)聲器和發(fā)光二極管發(fā)出聲光提示的對(duì)芯方式,實(shí)現(xiàn)了二次電纜對(duì)芯尋芯及運(yùn)行電纜備用芯查找功能,能夠適應(yīng)電纜較長(zhǎng)、干擾較大、變電站接地網(wǎng)不良等工況,廣泛應(yīng)用于涉及二次電纜接入前需對(duì)芯的新建、擴(kuò)建、技改工程,能夠降低對(duì)芯步驟中造成的交直流回路接地或短路、保護(hù)誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn),有效提高了作業(yè)效率。