一種交直流低壓線纜查線儀的制作和應(yīng)用

摘 要：當(dāng)前，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展推動(dòng)了電力系統(tǒng)的不斷進(jìn)步，電力事業(yè)正朝著智能化方向發(fā)展，電網(wǎng)建設(shè)水平也逐步提高，這對(duì)于更好地滿足人們的生產(chǎn)及生活需要起到了巨大的促進(jìn)作用。隨著電力事業(yè)的發(fā)展，電力系統(tǒng)所承受的壓力也越來(lái)越大，如何降低故障率和提高故障處理效率成為工作重點(diǎn)。在傳統(tǒng)的二次設(shè)備線纜故障檢修過程中，通常需要切斷電源開關(guān)，并拆除電源線，以保證檢修的安全性，但設(shè)備與電源屏之間相隔的距離較遠(yuǎn)，如果標(biāo)簽脫落或電源線密集，就可能出現(xiàn)拆錯(cuò)線纜的情況，從而導(dǎo)致正在運(yùn)行的業(yè)務(wù)中斷，增加了電網(wǎng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)?；诖耍兄屏艘环N交直流低壓線纜查線儀，并對(duì)其電路邏輯及工作原理進(jìn)行了說(shuō)明。該工具不僅能夠快速對(duì)所需要拆除的低壓線纜進(jìn)行識(shí)別判斷，降低誤判風(fēng)險(xiǎn)，還能夠提高電源線纜故障處理效率。

關(guān)鍵詞：交直流低壓線纜;查線儀;識(shí)別線纜;不中斷查線

1 技術(shù)背景和產(chǎn)品概念

電力系統(tǒng)二次專業(yè)特別是通信電源檢修工作，例如電源設(shè)備改造、通信設(shè)備電源方式變更，需要拆除退運(yùn)電源線纜或改接電源線纜等，此過程經(jīng)常需要將設(shè)備電源線纜斷電。目前，普遍采取的較為安全的做法為先斷開設(shè)備側(cè)的電源開關(guān)，拆除設(shè)備側(cè)電源線，然后根據(jù)線纜標(biāo)簽標(biāo)志及線纜外觀識(shí)別出電源屏側(cè)需拆除的線纜，再拉下電源屏側(cè)對(duì)應(yīng)開關(guān)。但是設(shè)備與電源屏往往相隔較遠(yuǎn)，標(biāo)簽標(biāo)志脫落、電源線纜密集等因素都會(huì)增加電源線纜拆除的工作難度，同時(shí)增加誤斷在運(yùn)設(shè)備電源的風(fēng)險(xiǎn)。

目前，市面上沒有可用于識(shí)別檢測(cè)線纜的儀器儀表，因此線纜的核對(duì)工作一直是困擾現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的難題?；诖?，本文研制出一套線纜查線裝置，可以快速、安全地識(shí)別出需拆除的線纜，從技術(shù)層面降低誤斷電源的風(fēng)險(xiǎn)。該裝置為交直流低壓線纜查線儀（以下簡(jiǎn)稱“查線儀”），其不僅適用于待退運(yùn)設(shè)備的斷電操作，同時(shí)也能用于日常電源檢修，例如在運(yùn)行設(shè)備不斷電的情況下的電纜識(shí)別及標(biāo)簽標(biāo)志核對(duì)、空載電源線纜查找和識(shí)別等。該查線儀可用于220 V以下交直流電源線纜，以及信號(hào)采集、線纜監(jiān)控等。

2 技術(shù)原理

線纜由于不能拆除，因此查線儀的檢測(cè)方案是利用鉗形電流表測(cè)試該線纜電流的情況。如果采取措施使得該電纜的電流發(fā)生周期性變化，即可通過電流鉗形表測(cè)試觀察其顯示數(shù)值的變化判斷出被測(cè)線纜。

下面以設(shè)備退運(yùn)線纜拆除工作為例進(jìn)行分析。首先，在退運(yùn)設(shè)備的本設(shè)備電源開關(guān)斷開的情況下，將查線儀的兩個(gè)接頭分別并接到設(shè)備的電源端子，這樣查線儀就取代退運(yùn)設(shè)備成為負(fù)載;其次，調(diào)節(jié)查線儀的內(nèi)阻，使這條被測(cè)的電源線上的電流在合適范圍內(nèi);最后，查線儀通過定時(shí)器或者人工手動(dòng)進(jìn)行定時(shí)通斷操作。這時(shí)，在配電柜的接線端子處，用鉗形電流表測(cè)試被測(cè)電源線的電流，如果電流表顯示相應(yīng)規(guī)律通斷的情況，那么即可確定該電源線是退運(yùn)設(shè)備的電源線。

此次研制方案通過555定時(shí)器電路實(shí)現(xiàn)了查線儀定時(shí)通斷的動(dòng)作（圖1），該查線儀由1個(gè)9 V電池、1個(gè)555定時(shí)器、2個(gè)電阻、2個(gè)電容、1個(gè)蜂鳴器、1個(gè)LED、1個(gè)繼電器和1個(gè)負(fù)載組成。該電路可以實(shí)現(xiàn)繼電器每隔1 s的周期性通斷，從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)線纜回路周期性通斷。負(fù)載部分可以通過內(nèi)阻調(diào)節(jié)，生成合適的電流值，便于鉗形電流的顯示數(shù)值的觀察。

3 檢測(cè)原理及操作步驟

本文通過3種應(yīng)用環(huán)境和使用場(chǎng)景對(duì)查線儀的檢測(cè)原理和操作步驟進(jìn)行分析，分別是：（1）線纜一端帶電壓，另外一端沒有負(fù)載的情況;（2）線纜一端帶電壓，另外一端也帶負(fù)載，并處在正常運(yùn)行狀態(tài);（3）線纜兩端都不帶負(fù)載和電壓。

3.1 ? ?拆除退運(yùn)設(shè)備電源線纜

檢測(cè)步驟：（1）斷開退運(yùn)設(shè)備的電源開關(guān);（2）將查線儀的正負(fù)極接線接入退運(yùn)設(shè)備電源接線端子的正負(fù)極;（3）啟動(dòng)查線儀，產(chǎn)生周期性變化的通斷電流;（4）在配電屏側(cè)，使用鉗形電流表測(cè)試被測(cè)線纜的電流。

如果電流表的數(shù)值從0到固定值周期變換，即可判斷該線纜為退運(yùn)設(shè)備的電源線纜。拆除退運(yùn)設(shè)備電源線纜圖如圖2所示。

3.2 ? ?核對(duì)在運(yùn)設(shè)備電源線纜

檢測(cè)步驟：（1）找到在運(yùn)設(shè)備的電源開關(guān)，使用電壓表確認(rèn)正負(fù)極和電壓等級(jí);（2）將查線儀的正負(fù)極接線并接入在運(yùn)設(shè)備電源接線端子的正負(fù)極;（3）啟動(dòng)查線儀，產(chǎn)生周期性變化的通斷電流;（4）在配電屏側(cè)，使用鉗形電流表測(cè)試被測(cè)線纜的電流。

由于查線儀和在運(yùn)設(shè)備組成并聯(lián)電路（I線纜=I設(shè)備+I儀），所以如果電流表的數(shù)值在兩個(gè)固定值之間周期變換，則該線纜為退運(yùn)設(shè)備的電源線纜。核對(duì)在運(yùn)設(shè)備電源線纜圖如圖3所示。

3.3 ? ?核對(duì)無(wú)連接的線纜

檢測(cè)步驟：（1）找到需要測(cè)試的線纜;（2）并在線纜一端將查線儀的正極接入被測(cè)線纜，查線儀的負(fù)極接地;（3）啟動(dòng)查線儀，產(chǎn)生周期性變化的通斷電流;（4）在線纜另一側(cè)，將線纜接地，使用鉗形電流表測(cè)試被測(cè)線纜的電流。

如果電流表的數(shù)值在0和一個(gè)固定值之間周期變換，則該線纜為所核對(duì)的線纜。核對(duì)無(wú)連接的線纜圖如圖4所示。

從上述3種使用場(chǎng)景分析中可以看出，該查線儀基本滿足了日常運(yùn)維的要求，并且能夠快速和安全地識(shí)別出被測(cè)線纜。

4 結(jié)語(yǔ)

近幾年，電力企業(yè)的二次專業(yè)中出現(xiàn)多起由于誤斷在運(yùn)行的線纜造成的事故事件。經(jīng)過事故事件的分析發(fā)現(xiàn)，最關(guān)鍵的問題就是沒有一個(gè)高效安全的線纜查線儀。本文所研制的交直流低壓線纜查線儀能夠很好地解決這個(gè)問題。通過多個(gè)單位的試點(diǎn)應(yīng)用，該查線儀大大提高了設(shè)備拆除和線纜整改等工作的效率，并且對(duì)投運(yùn)時(shí)間長(zhǎng)的變電站的二次線纜進(jìn)行了標(biāo)簽的核對(duì)和整改，發(fā)現(xiàn)了很多標(biāo)簽脫落和標(biāo)簽錯(cuò)漏的情況。該查線儀很好地消除了這些缺陷，提高了故障處理和缺陷消缺效率，增強(qiáng)了電網(wǎng)的健壯性。在未來(lái)的發(fā)展過程中，此查線儀工具如果能得到進(jìn)一步的研究和改進(jìn)，將可以應(yīng)用到更多的使用場(chǎng)景中，提高故障處理的效率，從而加強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

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收稿日期：2020-11-26

作者簡(jiǎn)介：莫驥（1990—），男，廣東湛江人，工程師，研究方向：電力通信。