基于單片機(jī)的電纜相序核對(duì)方法

黃澤龍++張維++趙寶++劉剛

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.25.053

摘 要：目前采用的電纜相序核對(duì)方法測(cè)試步驟繁多，用時(shí)長(zhǎng)，測(cè)試電壓較高，測(cè)試結(jié)果受測(cè)試人員溝通情況、施工現(xiàn)場(chǎng)嘈雜情況影響較大。針對(duì)這些問(wèn)題，本文提出一種基于單片機(jī)電路的電纜相序核對(duì)方法，實(shí)現(xiàn)通過(guò)一次接線即可完成電纜相序核對(duì)，提高了工作效率。文章介紹了此方法的基本原理、實(shí)現(xiàn)思路，并對(duì)該方法進(jìn)行效果檢查，驗(yàn)證其準(zhǔn)確性、有效性。

關(guān)鍵詞：核相方法 電纜相序核對(duì) 提高效率

中圖分類號(hào)：TM71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）09（a）-0053-02

配網(wǎng)常用的10kV三芯交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜線路，由于存在中間接頭、分支箱等，導(dǎo)致電纜兩端相序可能不對(duì)應(yīng)。在電力系統(tǒng)中，電纜兩端相序不對(duì)應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致線路相序不正確，使得互為聯(lián)絡(luò)的兩條線路無(wú)法相轉(zhuǎn)供電，用戶側(cè)三相電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)反轉(zhuǎn)等問(wèn)題。另外，在電纜接入環(huán)網(wǎng)柜、分支箱或桿塔時(shí)，相序搭接錯(cuò)誤，送電后若發(fā)現(xiàn)相序不正確，還需再次停電，調(diào)整電纜相序重新搭接，增加了停電時(shí)間，不利于提高可靠性，有損企業(yè)形象。因此，電纜線路在新建、改造施工中，制作電纜終端頭或中間接頭時(shí)，都必須核對(duì)電纜線路兩端的相序，確保電纜線路兩端相序?qū)?yīng)。

1 常規(guī)方法及存在的問(wèn)題

1.1 常規(guī)方法

在電纜施工中，常使用萬(wàn)用表或絕緣電阻表測(cè)試電纜相序。圖1是電纜相序測(cè)試示意圖，使用萬(wàn)用表或絕緣電阻表作為測(cè)試儀器測(cè)試電纜相序時(shí)，需要在電纜的兩端A處和B處各安排一組測(cè)試人員。測(cè)試開(kāi)始，對(duì)電纜進(jìn)行充分放電后，A處測(cè)試人員通過(guò)對(duì)講機(jī)或手機(jī)通知B處測(cè)試人員將電纜一相接地，A處人員用測(cè)試儀器分別測(cè)量三相電纜線芯對(duì)接地線的電阻。電阻值為0Ω的一相可判斷與B處的接地相為同一相。

此時(shí)，A處人員用對(duì)講機(jī)或電話通知B處人員更換電纜接地相，A處依照上述方法重復(fù)測(cè)試。B處人員變更三次測(cè)試接線后，A處人員依次完成測(cè)試，方可確定電纜兩端三相相序?qū)?yīng)關(guān)系。

1.2 存在的問(wèn)題

目前采用的相序核對(duì)方法步驟繁瑣，存在重復(fù)接線、溝通。圖2是使用絕緣電阻表測(cè)試電纜相序的流程圖。測(cè)試之前，A處測(cè)試人員首先確認(rèn)B處測(cè)試人員已將電纜第一相線芯接地后，才可以在A處進(jìn)行三次測(cè)量，依次測(cè)量電纜三相線芯對(duì)地的電阻。測(cè)試完畢后，通知B處人員對(duì)不接地的兩相電纜線芯逐相充分放電，然后B處人員將第二相電纜線芯接地，A處測(cè)試人員重復(fù)測(cè)量電纜三相線芯對(duì)地的電阻。如此重復(fù)3次后，才能確定電纜相序。

同時(shí)，該測(cè)試方法一次測(cè)試成功的概率不高。電纜施工一般位于城區(qū)，施工地段車輛、人員往來(lái)密集，環(huán)境嘈雜，外界環(huán)境對(duì)測(cè)試結(jié)果具有一定影響，可能造成A處、B處測(cè)試人員無(wú)法聽(tīng)清對(duì)方指令、理解對(duì)方意圖，導(dǎo)致相序核對(duì)錯(cuò)誤或重復(fù)多次核對(duì)。

另外，使用絕緣電阻表核對(duì)電纜相序，測(cè)試電壓較高，測(cè)試人員存在觸電風(fēng)險(xiǎn)。使用絕緣電阻表測(cè)試電纜相序時(shí)，多選用500～2500V絕緣電阻表，測(cè)試結(jié)束后，如不及時(shí)對(duì)測(cè)試電纜進(jìn)行放電，或放電不充分，都會(huì)給測(cè)試人員帶來(lái)觸電危險(xiǎn)。

使用萬(wàn)用表測(cè)試電纜相序，在一次測(cè)試完畢后不需要對(duì)電纜進(jìn)行逐相放電，其他步驟與使用絕緣電阻表測(cè)試的方法相同。

2 基于單片機(jī)的相序核對(duì)方法

2.1 相序核對(duì)原理

圖3是基于單片機(jī)的相序核對(duì)方法原理圖。將電纜X端的三相線芯分別與單片機(jī)三個(gè)端口相連，單片機(jī)電源接地端與電纜銅屏蔽相連接；電纜Y端三相線芯分別與3個(gè)LED指示燈連接，指示燈另一端共同與電纜銅屏蔽連接。

以電纜X端為參考，分別標(biāo)記三相線芯為A、B、C相。單片機(jī)電路依次給A、B、C三相線芯發(fā)送時(shí)序高電平信號(hào)，信號(hào)波形如圖4所示。第一個(gè)高電平經(jīng)過(guò)電纜線芯，到達(dá)Y端，Y端首先被點(diǎn)亮的LED指示燈連接的電纜線芯，即與X端的A相對(duì)應(yīng)；第二個(gè)點(diǎn)亮的LED指示燈所連接的電纜線芯，與X端的B相對(duì)應(yīng)；第三個(gè)點(diǎn)亮的LED指示燈所連接的電纜線芯，與X端的C相對(duì)應(yīng)。此時(shí)完成一次測(cè)試，通過(guò)3個(gè)LED燈同時(shí)點(diǎn)亮兩次，來(lái)標(biāo)記一次測(cè)試結(jié)束。由此，通過(guò)判斷Y端3個(gè)LED指示燈點(diǎn)亮的順序，即可完成電纜相序核對(duì)。

2.2 發(fā)送端原理

發(fā)送端單片機(jī)電路連接，采用STC15F104W八引腳單片機(jī)，P3.0、P3.1、P3.2端口作為輸出端口，依次產(chǎn)生高電平。

3 效果檢查

（1）將裝置應(yīng)用于電纜施工中進(jìn)行相序核對(duì)，并將測(cè)試結(jié)果與常規(guī)方法的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，確認(rèn)裝置測(cè)試結(jié)果正確，且測(cè)試人員只需要一次接線即可完成電纜相序測(cè)試，簡(jiǎn)化了測(cè)試步驟，大大減少了測(cè)試時(shí)間。

（2）由圖2可知，常規(guī)相序核對(duì)方法存在重復(fù)工作，步驟繁多，一次測(cè)試需進(jìn)行17個(gè)步驟。相較而言，如圖5所示，為使用裝置測(cè)試電纜相序，測(cè)試步驟減少至6個(gè)，提高了工作效率。同時(shí)，由于避免了常規(guī)測(cè)試方法存在重復(fù)溝通的問(wèn)題，減少了在測(cè)試過(guò)程中由于人員溝通不暢或環(huán)境嘈雜造成出錯(cuò)的概率，提高了測(cè)試的準(zhǔn)確性。

（3）電纜相序測(cè)試儀測(cè)試電壓為5V，小于安全電壓36V，消除了測(cè)試人員觸電風(fēng)險(xiǎn)。

采用此種基于單片機(jī)的電纜相序核對(duì)方法，能夠提高測(cè)試效率，減少測(cè)試步驟，降低在測(cè)試過(guò)程中由于人員溝通不暢或環(huán)境嘈雜造成出錯(cuò)的概率，消除測(cè)試人員觸電風(fēng)險(xiǎn)，在10kV三芯電纜相序核對(duì)工作中具有較好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 于景豐.電力電纜實(shí)用新技術(shù)[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2014.

[2] 張毅剛.新編MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2008.endprint