一種新型電纜對線器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

引言

校線工作是電力系統(tǒng)二次回路檢修中不可缺少的環(huán)節(jié),目前普遍采用的方法是利用萬用表測量線纜通斷并利用對講機(jī)輔助進(jìn)行校對,這些方法至少需要兩名工作人員配合,不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力而且容易出錯(cuò),工作效率較低,更重要的是可能會(huì)受到現(xiàn)場嚴(yán)禁使用對講機(jī)等高頻設(shè)備的限制,增加了現(xiàn)場校線工作的難度。

線間短路檢測一直是困擾現(xiàn)場檢測人員的難題。假定有N根待測線纜,則短路檢測采用傳統(tǒng)方式需要用萬用表測量N(N-1)/2次,工作量很大,并且容易出錯(cuò),為此需要設(shè)計(jì)一個(gè)具有短路檢測功能的對線器,以完成線纜之間和線纜對地間短路的檢測工作,并且能夠給出短路的所有線路編號,這樣可以大大減少現(xiàn)場校線人員的工作量,大幅提高工作效率。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際對線需求,設(shè)計(jì)了一款新型電纜對線器,具有線纜對線功能、短路測試功能和有線語音對講功能,能同時(shí)完成16根線纜的短路測試功能和線纜核對工作。

1對線器主機(jī)原理框圖

對線器由主機(jī)和從機(jī)構(gòu)成,主機(jī)負(fù)責(zé)發(fā)送線纜名稱,從機(jī)負(fù)責(zé)接收和顯示線纜名稱。對線器主機(jī)和從機(jī)原理框圖分別如圖1、圖2所示。

主機(jī)能夠同時(shí)接16根待測線纜,并帶有OLED液晶大屏幕和快捷按鍵,具備有線語音通話功能,同時(shí)具有采用鋰電池供電的高亮度指示燈驅(qū)動(dòng)電路,帶有軟件升級接口,電腦可通過該接口對主機(jī)軟件進(jìn)行升級。

主機(jī)負(fù)責(zé)以串行數(shù)據(jù)的方式向待測電纜發(fā)送線纜名稱,線纜名稱可自由編輯,可由字母、數(shù)字和特殊字符組成,具有保存和導(dǎo)入功能。從機(jī)負(fù)責(zé)接收待測線纜上由主機(jī)發(fā)送過來的串行信息,并進(jìn)行校驗(yàn)和顯示,從機(jī)帶有液晶屏和電源按鍵,采用鋰電池供電,具備有線語音通話功能,信號輸入回路具有過壓防護(hù)功能。

2主機(jī)短路測試基本原理

線纜之間由于接線錯(cuò)誤或線纜破損,可能會(huì)出現(xiàn)線纜之間或線纜對地發(fā)生短路故障,短路測試功能能夠快速測試線纜是否發(fā)生短路故障,并顯示所有短路線纜的標(biāo)號。如果采用傳統(tǒng)校線方法,測試N根電纜之間是否有短路故障,理論上最多需要測量N(N-1)/2次,測試時(shí)間長,工作量大。

假定測試線纜1與線纜2~15之間是否發(fā)生短路故障,其測試原理如圖3所示。

首先控制0ut1輸出高電平,則三級管○1導(dǎo)通,線纜1上為低電平。0ut2~0ut16輸出低電平,然后CPU讀取D16~D31的數(shù)值,如果線纜之間未發(fā)生短路故障,則除D16為低電平外,D17~D31讀取到的電平都為高電平。如果Dn(n=17~31)的值為低電平,則n與線纜1之間發(fā)生短路故障。同理,可以測試線纜2,3…,16與其他線纜之間是否發(fā)生短路故障。該短路測試方法能夠準(zhǔn)確測試過渡電阻小于100Q的短路故障,顯示全部短路線纜的名稱,且測試速度快,有效降低了短路測試的工作量。

3線纜對線原理

主機(jī)I0通過串口依次發(fā)送該線纜1~16的線纜名稱,發(fā)送內(nèi)容中帶有校驗(yàn)信息,從機(jī)接收到信息后會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn),如果數(shù)據(jù)校驗(yàn)通過則表示接收到的數(shù)據(jù)有效,并通過液晶顯示接收到的線纜名稱,否則顯示"校驗(yàn)錯(cuò)誤"。

主機(jī)發(fā)送流程如下:0ut1~0ut16輸出低電平,與鎖存器連接的三極管全部截止,0ut16~0ut31依次以ASCII方式串行輸出線纜1~線纜16的線纜名稱信息。

4對線器的使用方法

所有待測線纜的一端接到主機(jī)的輸出端子,主機(jī)的公共端子與地線(或已知線纜)連接。首先由主機(jī)測試線纜間是否有短路故障,如果有短路故障,則需要先消除線纜間存在的短路故障,主機(jī)屏幕也會(huì)顯示所有短路線纜的名稱。短路測試完成后,可開始進(jìn)行對線操作,利用主機(jī)面板上的快捷按鍵輸入各個(gè)線纜的名稱信息,也可導(dǎo)入已有的名稱信息或使用缺省的線纜名稱,按下發(fā)送鍵后主機(jī)會(huì)不斷循環(huán)發(fā)送各個(gè)線纜的名稱信息到待測線纜上。

從機(jī)的公共端與地線(或已知線纜)連接,然后依次連接待測線纜的另一端,如果液晶上顯示"未知線纜",則表明該線纜未與主機(jī)連接。如果從機(jī)接收到有效信息并校驗(yàn)通過,則液晶上會(huì)顯示待測線纜的名稱,并發(fā)出蜂鳴器提示音,該根線纜對線完成,然后可進(jìn)行下一根線纜的對線,直到完成所有線纜對線工作。

5結(jié)語

電纜對線器充分考慮到了現(xiàn)場校線的特點(diǎn)和實(shí)用性,利用模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、嵌入式技術(shù)和通信技術(shù),功能強(qiáng)大,抗干擾能力強(qiáng),使用簡單方便,大大提高了現(xiàn)場校線的效率和準(zhǔn)確率。單人即可完成電纜短路測試、電纜對線工作,并且集成了語音通話、照明和通燈測試等功能。該對線器采用鋰電池供電,體積小,便于攜帶。該電纜對線器已在現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用,應(yīng)用結(jié)果表明,該對線器能夠適應(yīng)現(xiàn)場的電纜對線需求,大大縮短了對線時(shí)間,顯著降低了現(xiàn)場校線人員的工作強(qiáng)度,是電力系統(tǒng)二次回路線纜對線的理想工具。