一種快速核對(duì)二次電纜線芯的工具研究

梁鑄威 李子新 鄭日平

摘要：設(shè)計(jì)了一種快速核對(duì)二次電纜線芯的工具。以實(shí)際工具為例，首先對(duì)其背景技術(shù)和技術(shù)方案進(jìn)行了介紹，然后分析了這種可批量核對(duì)二次電纜線芯工具的具體實(shí)施方式，最后探討了該項(xiàng)研究的有益效果，其能夠提高接線工作的效率，可為電網(wǎng)的教學(xué)培訓(xùn)和技能考核提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：快速核對(duì);二次電纜;線芯;對(duì)線;接線

1? ? 背景技術(shù)

在變電站基建及大型技術(shù)改造工程實(shí)施過程中，大量使用多芯二次電纜作為保護(hù)裝置、測(cè)控裝置等設(shè)備控制系統(tǒng)之間的信號(hào)傳輸介質(zhì)。電纜線芯的正確與否決定了二次設(shè)備信號(hào)、控制回路接線的正確性[1]，而日常核對(duì)二次線是兩名隊(duì)員從電纜的兩端通過對(duì)講機(jī)溝通，將萬用表調(diào)至通斷檔位后，一名隊(duì)員用萬用表黑（紅）表筆一端對(duì)線，另一端黑（紅）表筆對(duì)地，另外一名隊(duì)員將二次電纜的另一端對(duì)地，如果萬用表發(fā)出聲音，則該線核對(duì)完成。還可以一名隊(duì)員用萬用表黑（紅）表筆一端對(duì)線，另一端黑（紅）表筆對(duì)該二次線纜的其他色線，另一名隊(duì)員將二次線纜的另一端和該二次線與對(duì)側(cè)同樣的其他色線短接，如果萬用表發(fā)出聲音，則該線核對(duì)完成。然后依次用該方法核對(duì)該二次電纜的每一根線，核對(duì)后電纜套上線號(hào)管，號(hào)的內(nèi)容應(yīng)包括回路編號(hào)和電纜編號(hào)。

傳統(tǒng)萬用表配對(duì)講機(jī)的二次線對(duì)線方式具有原理簡(jiǎn)單、成本低廉等特點(diǎn)，但每次只能核對(duì)一根線，效率極其低下[2]。由于在二次設(shè)備工程檢修與維護(hù)時(shí)需要進(jìn)行大量的對(duì)線工作，因此有必要研制開發(fā)一種可快速、批量核對(duì)二次線芯的裝置，使二次線核對(duì)工作更為簡(jiǎn)便、高效。

2? ? 技術(shù)方案

一種快速核對(duì)二次電纜線芯的工具，主要分主機(jī)組、從機(jī)組。

主機(jī)端設(shè)有快速檢測(cè)針座與插針型線鉗，快速檢測(cè)針座分別與對(duì)線頻率發(fā)生模塊、主機(jī)處理器、工控PLC硬件、通信I/O模塊、充電模塊相連[3]，其中，主機(jī)的插針型線鉗與多芯電纜每一端的芯線對(duì)應(yīng)相連并固定在快速檢測(cè)針座上，通過工控PLC硬件與通信I/O模塊在主機(jī)端產(chǎn)生與多芯電纜每條線芯對(duì)應(yīng)的接線信號(hào)，對(duì)線頻率發(fā)生模塊產(chǎn)生與多芯電纜每條線芯對(duì)應(yīng)的對(duì)線頻率信號(hào)，主機(jī)處理器用于接收和處理主機(jī)端所產(chǎn)生的接線信號(hào)、對(duì)線頻率信號(hào)，并將對(duì)線頻率信號(hào)發(fā)送給從機(jī)組;從顯示模塊用于同步顯示接線結(jié)果;主機(jī)組的充電模塊主要包含6組電池、24 V充電端口與充電轉(zhuǎn)換器。

另外，從機(jī)組設(shè)有從機(jī)處理器，從機(jī)處理器分別與從機(jī)線纜對(duì)線端子排、從機(jī)顯示模塊、對(duì)線模塊、LED監(jiān)測(cè)指示燈相連，其中，從機(jī)線纜對(duì)線端子排的多個(gè)接線位與多芯電纜的每一端芯線對(duì)應(yīng)相連，在從機(jī)端產(chǎn)生與多芯電纜每條線芯對(duì)應(yīng)的接線信號(hào);對(duì)線模塊根據(jù)主機(jī)端發(fā)送的對(duì)線頻率信號(hào)，依據(jù)不同頻率信號(hào)辨別多芯電纜每條線芯;從機(jī)處理器用于接收和處理從機(jī)端所產(chǎn)生的接線信號(hào)及主機(jī)端發(fā)送的對(duì)線頻率信號(hào)和故障檢測(cè)信號(hào);從機(jī)顯示模塊用于同步顯示接線、對(duì)線結(jié)果及多芯電纜線芯間是否存在短路或斷路（接通或斷開）[4]。

3? ? 具體實(shí)施方式

結(jié)合圖1簡(jiǎn)要原理圖，假設(shè)被測(cè)試對(duì)象是24線芯的二次控制電纜，對(duì)這種多芯二次線線芯核對(duì)裝置的工作原理及使用步驟作出簡(jiǎn)要說明，其工作過程主要包括如下三個(gè)方面：

（1）接線：將多芯電纜一端與主機(jī)線纜對(duì)線端子排的多個(gè)接線位對(duì)應(yīng)相連，不用按照廠家在線芯上的序號(hào)來排列，可直接批量亂序接入，用插針式線鉗固定，另一端與從機(jī)線纜對(duì)線端子排的多個(gè)接線位對(duì)應(yīng)相連，固定方式與主機(jī)組一致。在被試驗(yàn)線芯的接線過程中，主機(jī)端與從機(jī)端通信尚未建立。

（2）對(duì)線：待主機(jī)端多芯電纜依次接入主機(jī)處理器及從機(jī)處理器，則可在從機(jī)顯示屏啟動(dòng)對(duì)線頻率發(fā)生模塊，使之產(chǎn)生與多芯電纜每條線芯對(duì)應(yīng)的對(duì)線頻率信號(hào)，并通過工控PLC硬件與通信I/O模塊使主機(jī)端與從機(jī)端建立通信。不管主機(jī)組接入的實(shí)際線芯順序，接入主機(jī)組后均默認(rèn)為1、2、3、4的順號(hào)排列，從機(jī)的對(duì)線模塊會(huì)根據(jù)主機(jī)端發(fā)送的對(duì)線頻率信號(hào)結(jié)合這個(gè)默認(rèn)的線芯編號(hào)，依據(jù)不同頻率信號(hào)辨別多芯電纜每條線芯，進(jìn)行多芯電纜兩端的編號(hào)校對(duì)，最終將對(duì)線結(jié)果在從機(jī)顯示模塊上直接顯示數(shù)字，對(duì)應(yīng)回主機(jī)組的默認(rèn)編號(hào)，從而令使用者實(shí)現(xiàn)快速、批量對(duì)線[5]。

（3）斷通判斷：當(dāng)某條線芯兩端都分別接入了主、從機(jī)處理器，兩端的檢測(cè)信號(hào)頻率才會(huì)一致，繼而通過主機(jī)組充電模塊使從機(jī)顯示屏配有的LED監(jiān)測(cè)指示燈亮綠燈，表示接通;反之，則會(huì)使LED監(jiān)測(cè)指示燈亮紅燈，表示斷開。

4? ? 效益分析

（1）快速、批量核對(duì)線芯順序，提高接線施工效率。主機(jī)組具有24個(gè)快速檢測(cè)針座，可滿足國(guó)內(nèi)大部分多芯二次電纜的使用，且多芯電纜兩端與主機(jī)線纜對(duì)線端子排、從機(jī)線纜對(duì)線端子排相連后，在主機(jī)端產(chǎn)生對(duì)線頻率信號(hào)發(fā)送給從機(jī)端，依據(jù)對(duì)線頻率信號(hào)來辨別多芯電纜每條線芯，從機(jī)上直接顯示主機(jī)亂序接入后的對(duì)應(yīng)數(shù)字排序，具有批量、快速、易于實(shí)現(xiàn)和對(duì)線準(zhǔn)確的特點(diǎn)，提升了接線工作效率。

（2）快速定位線芯故障，避免無效接入工作。主機(jī)組采用的插針式測(cè)試鉗，可在剝線之前發(fā)現(xiàn)線芯的故障問題：如當(dāng)某條線芯的兩端產(chǎn)生頻率不一致，并經(jīng)重復(fù)接入檢測(cè)后顯示紅燈時(shí)，則可判定該線芯間存在斷路故障;另外，當(dāng)LED監(jiān)測(cè)指示燈顯示綠燈的兩條線芯在從機(jī)顯示屏中出現(xiàn)了相同的數(shù)字，則可檢測(cè)同一電纜中的這兩條線芯間是否存在短路故障。

5? ? 結(jié)語

經(jīng)由上述分析可總結(jié)得到如下兩點(diǎn)結(jié)論：

（1）本裝置在室內(nèi)外都能安全使用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、省時(shí)省力，能代替原始的人工逐條核對(duì)線芯的方式。將本裝置應(yīng)用于電網(wǎng)的基建工程或大型技術(shù)改造工程建設(shè)中，能使接線工人提前鑒別線芯健康程度，快速完成接入工作，為運(yùn)行驗(yàn)收人員爭(zhēng)取寶貴的二次設(shè)備調(diào)試時(shí)間;在電網(wǎng)培訓(xùn)場(chǎng)地中，能使新員工在極短的時(shí)間內(nèi)直觀感知變電站主控室設(shè)備與一次場(chǎng)地箱體中端子排的關(guān)聯(lián)，繼而對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)與設(shè)計(jì)圖紙的契合程度，加深學(xué)習(xí)印象，減少培訓(xùn)成本。目前，這種配置的快速核對(duì)二次電纜線芯工具成本不高，實(shí)用性強(qiáng)，具有一定的不可替代性和推廣價(jià)值。

（2）這種快速核對(duì)二次電纜線芯工具還有多方面的研究方向，例如在從機(jī)端處理器中添加自動(dòng)環(huán)切絕緣皮的功能、線號(hào)管打印功能、線芯長(zhǎng)度測(cè)量功能，均是施工單位實(shí)際工作的需要，下一步可以這三大需求為切入點(diǎn)，優(yōu)化這種快速核對(duì)二次電纜線芯工具。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 吳曉鳳.變電站控制電纜安裝效率提高探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018（20）：135-136.

[2] 余暉，張瑜倩.一種實(shí)用多功能對(duì)線器設(shè)計(jì)[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2012，12（1）：125-126.

[3] 邢瑞軍.高壓架空輸電桿塔組立智能化設(shè)計(jì)系統(tǒng)開發(fā)研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2007.

[4] 蔡小蓮.廣西合浦供電公司創(chuàng)新沿海地區(qū)電桿組立方法[J].廣西電業(yè)，2015（11）：89.

[5] 劉岳華.小型電桿的人工組立[J].農(nóng)村電工，2014（8）：23.

收稿日期：2019-11-25

作者簡(jiǎn)介：梁鑄威（1993—），男，廣東江門人，工程師，從事電力工程項(xiàng)目管理工作。