一种新型电缆对线器的设计与应用

引言

校线工作是电力系统二次回路检修中不可缺少的环节,目前普遍采用的方法是利用万用表测量线缆通断并利用对讲机辅助进行校对,这些方法至少需要两名工作人员配合,不仅费时费力而且容易出错,工作效率较低,更重要的是可能会受到现场严禁使用对讲机等高频设备的限制,增加了现场校线工作的难度。

线间短路检测一直是困扰现场检测人员的难题。假定有N根待测线缆,则短路检测采用传统方式需要用万用表测量N(N-1)/2次,工作量很大,并且容易出错,为此需要设计一个具有短路检测功能的对线器,以完成线缆之间和线缆对地间短路的检测工作,并且能够给出短路的所有线路编号,这样可以大大减少现场校线人员的工作量,大幅提高工作效率。

根据现场实际对线需求,设计了一款新型电缆对线器,具有线缆对线功能、短路测试功能和有线语音对讲功能,能同时完成16根线缆的短路测试功能和线缆核对工作。

1对线器主机原理框图

对线器由主机和从机构成,主机负责发送线缆名称,从机负责接收和显示线缆名称。对线器主机和从机原理框图分别如图1、图2所示。

主机能够同时接16根待测线缆,并带有OLED液晶大屏幕和快捷按键,具备有线语音通话功能,同时具有采用锂电池供电的高亮度指示灯驱动电路,带有软件升级接口,电脑可通过该接口对主机软件进行升级。

主机负责以串行数据的方式向待测电缆发送线缆名称,线缆名称可自由编辑,可由字母、数字和特殊字符组成,具有保存和导入功能。从机负责接收待测线缆上由主机发送过来的串行信息,并进行校验和显示,从机带有液晶屏和电源按键,采用锂电池供电,具备有线语音通话功能,信号输入回路具有过压防护功能。

2主机短路测试基本原理

线缆之间由于接线错误或线缆破损,可能会出现线缆之间或线缆对地发生短路故障,短路测试功能能够快速测试线缆是否发生短路故障,并显示所有短路线缆的标号。如果采用传统校线方法,测试N根电缆之间是否有短路故障,理论上最多需要测量N(N-1)/2次,测试时间长,工作量大。

假定测试线缆1与线缆2~15之间是否发生短路故障,其测试原理如图3所示。

首先控制0ut1输出高电平,则三级管○1导通,线缆1上为低电平。0ut2~0ut16输出低电平,然后CPU读取D16~D31的数值,如果线缆之间未发生短路故障,则除D16为低电平外,D17~D31读取到的电平都为高电平。如果Dn(n=17~31)的值为低电平,则n与线缆1之间发生短路故障。同理,可以测试线缆2,3…,16与其他线缆之间是否发生短路故障。该短路测试方法能够准确测试过渡电阻小于100Q的短路故障,显示全部短路线缆的名称,且测试速度快,有效降低了短路测试的工作量。

3线缆对线原理

主机I0通过串口依次发送该线缆1~16的线缆名称,发送内容中带有校验信息,从机接收到信息后会进行数据校验,如果数据校验通过则表示接收到的数据有效,并通过液晶显示接收到的线缆名称,否则显示"校验错误"。

主机发送流程如下:0ut1~0ut16输出低电平,与锁存器连接的三极管全部截止,0ut16~0ut31依次以ASCII方式串行输出线缆1~线缆16的线缆名称信息。

4对线器的使用方法

所有待测线缆的一端接到主机的输出端子,主机的公共端子与地线(或已知线缆)连接。首先由主机测试线缆间是否有短路故障,如果有短路故障,则需要先消除线缆间存在的短路故障,主机屏幕也会显示所有短路线缆的名称。短路测试完成后,可开始进行对线操作,利用主机面板上的快捷按键输入各个线缆的名称信息,也可导入已有的名称信息或使用缺省的线缆名称,按下发送键后主机会不断循环发送各个线缆的名称信息到待测线缆上。

从机的公共端与地线(或已知线缆)连接,然后依次连接待测线缆的另一端,如果液晶上显示"未知线缆",则表明该线缆未与主机连接。如果从机接收到有效信息并校验通过,则液晶上会显示待测线缆的名称,并发出蜂鸣器提示音,该根线缆对线完成,然后可进行下一根线缆的对线,直到完成所有线缆对线工作。

5结语

电缆对线器充分考虑到了现场校线的特点和实用性,利用模拟电子技术、数字电子技术、嵌入式技术和通信技术,功能强大,抗干扰能力强,使用简单方便,大大提高了现场校线的效率和准确率。单人即可完成电缆短路测试、电缆对线工作,并且集成了语音通话、照明和通灯测试等功能。该对线器采用锂电池供电,体积小,便于携带。该电缆对线器已在现场实际应用,应用结果表明,该对线器能够适应现场的电缆对线需求,大大缩短了对线时间,显著降低了现场校线人员的工作强度,是电力系统二次回路线缆对线的理想工具。