全自動(dòng)電纜對(duì)線器的研制及效益分析

季三易，華 強(qiáng)，田 松，王 勝

（國網(wǎng)安徽省電力公司無為縣供電公司，安徽 巢湖 238300）

0 引 言

在變電站施工過程中，二次電纜數(shù)量多，對(duì)線工作量大，采用傳統(tǒng)對(duì)線方式速度慢，人力投入大且效率低；工作中不易發(fā)現(xiàn)絕緣不好的線芯，稍有疏忽易對(duì)錯(cuò)線，輕則影響工作效率，延長工期，重則影響設(shè)備運(yùn)行，導(dǎo)致安全事故[1]。為此，本文設(shè)計(jì)了一種能有效減少二次電纜對(duì)線工作量，提高二次電纜對(duì)線效率的全自動(dòng)電纜對(duì)線器[2]。通過實(shí)驗(yàn)以及效益分析可知，該裝置有效解決了電纜對(duì)線工作用人多、易出錯(cuò)、效率低以及存在安全風(fēng)險(xiǎn)等諸多問題。

1 需求分析

變電站現(xiàn)場二次施工遇到的問題主要包括：（1）二次電纜數(shù)量多，對(duì)線工作量大；（2）對(duì)線需要兩人一人一邊配合進(jìn)行，過程復(fù)雜；（3）對(duì)線時(shí)，電纜內(nèi)部絕緣故障不容易發(fā)現(xiàn)?；谏鲜鰡栴}，為了幫助現(xiàn)場作業(yè)人員更快進(jìn)行電纜對(duì)線工作，更容易發(fā)現(xiàn)電纜內(nèi)部存在的問題，提高電纜對(duì)線工作效率，設(shè)計(jì)了一種利用脈沖信號(hào)來判斷電纜通斷的全自動(dòng)電纜對(duì)線器。

2 全自動(dòng)電纜對(duì)線器

全自動(dòng)電纜對(duì)線器由連接電纜兩端的發(fā)射器和接收器組成，采用單片機(jī)控制，通過編碼技術(shù)判斷電纜連接關(guān)系，并通過4.3寸彩色液晶觸摸屏進(jìn)行人機(jī)對(duì)話、顯示測試狀態(tài)和測試結(jié)果。

2.1 發(fā)射器

發(fā)射器由電源開關(guān)、專用充電輸入插座、狀態(tài)指示燈、電池電量指示燈、接地接線柱和電纜連接端子組成，如圖1所示。

圖1 發(fā)射器

電源開關(guān)：為發(fā)射器整機(jī)電源總開關(guān)，打開此開關(guān)，對(duì)應(yīng)的電池電量指示燈亮。

專用充電輸入插座：此插座為DC 4.8 V專用充電器接口，需用配套的專用充電器給電池充電，嚴(yán)禁使用其他電源適配器給電池充電，否則會(huì)永久損壞該儀器。

狀態(tài)指示燈：當(dāng)測試、就緒均滅時(shí)，為準(zhǔn)備狀態(tài)；當(dāng)發(fā)射器和接收器電纜連接正常，接收器檢測電纜已連接時(shí)，就緒燈亮；當(dāng)接收器按下測試按鈕時(shí)，發(fā)射器向接收器逐個(gè)發(fā)射管腳編碼，持續(xù)時(shí)間3 s，發(fā)射完畢后進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。

電池電量指示燈：電池電量共分4檔，分別為100%、75%、50%、25%，對(duì)應(yīng)指示燈顏色為綠、藍(lán)、黃、紅；當(dāng)電池電量低于15%時(shí)，紅燈閃爍，需及時(shí)充電。

接地接線柱：此接線柱為接地專用接線柱，使用時(shí)發(fā)射器和接收器的接地接線柱均需接與同一接地網(wǎng)。

電纜連接端子：此端子排為插拔式接線端子，連接被測試電纜。

2.2 接收器

接收器由觸摸顯示屏、電源開關(guān)、電池電量指示燈、專用充電輸入插座、接地接線柱和電纜連接端子組成，如圖2所示。

圖2 接收器

觸摸顯示屏：為4.3寸彩色觸摸屏，有效顯示尺寸95.9 mm×54.7 mm，用于顯示和操作接收器的狀態(tài)和測試結(jié)果。

電源開關(guān)：為發(fā)射器整機(jī)電源總開關(guān)，打開此開關(guān)，對(duì)應(yīng)的電池電量指示燈亮。

電池電量指示燈：電池電量共分4檔，分別為100%、75%、50%、25%，對(duì)應(yīng)指示燈顏色為綠、藍(lán)、黃、紅；當(dāng)電池電量低于15%時(shí)，紅燈閃爍，需及時(shí)充電。

專用充電輸入插座：此插座為DC 4.8 V專用充電器接口，需用配套的專用充電器給電池充電，嚴(yán)禁使用其他電源適配器給電池充電，否則會(huì)永久損壞該儀器。

接地接線柱：此接線柱為接地專用接線柱，使用時(shí)發(fā)射器和接收器的接地接線柱均需接與同一接地網(wǎng)。

電纜連接端子：此端子排給插拔式接線端子，連接被測試電纜。

2.3 顯示器

電纜連接端子排給插拔式接線端子，連接被測試電纜。變電站進(jìn)行二次施工時(shí)，經(jīng)常需要使用電纜進(jìn)行電源的傳輸或者信號(hào)傳輸。由于二次電纜較多，而每根電纜的線芯也較多，容易出現(xiàn)錯(cuò)亂。所以，為了接線的正確性，也為了電網(wǎng)安全，需要進(jìn)行對(duì)線工作。多年來，二次施工電纜對(duì)線及測試工作大多需要2～3人進(jìn)行，其中一人將需要核對(duì)的二次線與公共端線路對(duì)接，另一人需要用萬用表在另一端對(duì)每根二次線量通斷。對(duì)線過程中，需要不停聯(lián)系。由于二次電纜多、每根電纜的線芯多，導(dǎo)致對(duì)線工作量大，也不易發(fā)現(xiàn)工作中絕緣不好的線芯，且稍有疏忽還會(huì)對(duì)錯(cuò)線，輕則影響工作效率，延長工期，重則影響安全生產(chǎn)。

3 最佳方案分解

對(duì)最佳方案的組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，得到最佳結(jié)構(gòu)分解圖和最佳結(jié)構(gòu)分析表，分別如圖3和表1所示。

圖3 最佳方案結(jié)構(gòu)分解圖

表1 最佳方案結(jié)構(gòu)分析表

4 達(dá)到的效果

全自動(dòng)電纜對(duì)線器在室外進(jìn)行實(shí)地測試，自動(dòng)檢測電纜連接狀態(tài)，只要一鍵啟動(dòng)，3 s自動(dòng)顯示電纜連接方式，能自動(dòng)判斷電纜短路、斷路和通路三種狀態(tài)；能夠在通路情況下，根據(jù)接收的不同信號(hào)，自動(dòng)判別電纜兩邊線路對(duì)應(yīng)的連接情況；使用簡單快捷，節(jié)省了測試時(shí)間，測試安全可靠，大大提高了電纜對(duì)線工作的工作效率，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

5 效益分析

5.1 安全效益

全自動(dòng)電纜對(duì)線器的使用，能夠幫助現(xiàn)場作業(yè)人員更快進(jìn)行電纜對(duì)線工作，更容易發(fā)現(xiàn)電纜內(nèi)部存在的問題，從而大大提高電纜對(duì)線工作的效率，降低電纜對(duì)線工作因?qū)€繁瑣而錯(cuò)對(duì)線、漏對(duì)線的不安全因素，大大提高安全效益。

5.2 社會(huì)效益

全自動(dòng)電纜對(duì)線器有助于變電站現(xiàn)場作業(yè)人員更好地開展對(duì)線工作，提高工作效率，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性，有助于電網(wǎng)企業(yè)更好地服務(wù)社會(huì)。

5.3 經(jīng)濟(jì)效益

相比傳統(tǒng)對(duì)線方案，對(duì)線過程有很大改進(jìn)，對(duì)線步驟簡潔，測試時(shí)間減少，安全可靠性高，特別是效率，能為電力企業(yè)帶來積極的經(jīng)濟(jì)效益。按照人工成本每小時(shí)50元計(jì)算，每年需要核對(duì)200根電纜為例，可產(chǎn)生的效益為（41×3-15.54×1）/60×50×200=17 910元，減去設(shè)備成本800元，實(shí)際效益為17 110元。由計(jì)算結(jié)果可知，全自動(dòng)電纜對(duì)線器具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié) 語

隨著深入開展討論研究和試驗(yàn)分析，本文完成了全自動(dòng)電纜對(duì)線器的研制，有效解決了二次電纜對(duì)線工作繁瑣的問題，提高了工作效率，具有很強(qiáng)的實(shí)用性，也具備很好的推廣價(jià)值。