全自動電纜對線器的研制及效益分析

季三易，華 強，田 松，王 勝

（國網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，二次電纜數量多，對線工作量大，采用傳統對線方式速度慢，人力投入大且效率低；工作中不易發現絕緣不好的線芯，稍有疏忽易對錯線，輕則影響工作效率，延長工期，重則影響設備運行，導致安全事故[1]。為此，本文設計了一種能有效減少二次電纜對線工作量，提高二次電纜對線效率的全自動電纜對線器[2]。通過實驗以及效益分析可知，該裝置有效解決了電纜對線工作用人多、易出錯、效率低以及存在安全風險等諸多問題。

1 需求分析

變電站現場二次施工遇到的問題主要包括：（1）二次電纜數量多，對線工作量大；（2）對線需要兩人一人一邊配合進行，過程復雜；（3）對線時，電纜內部絕緣故障不容易發現。基于上述問題，為了幫助現場作業人員更快進行電纜對線工作，更容易發現電纜內部存在的問題，提高電纜對線工作效率，設計了一種利用脈沖信號來判斷電纜通斷的全自動電纜對線器。

2 全自動電纜對線器

全自動電纜對線器由連接電纜兩端的發射器和接收器組成，采用單片機控制，通過編碼技術判斷電纜連接關系，并通過4.3寸彩色液晶觸摸屏進行人機對話、顯示測試狀態和測試結果。

2.1 發射器

發射器由電源開關、專用充電輸入插座、狀態指示燈、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 發射器

電源開關：為發射器整機電源總開關，打開此開關，對應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，嚴禁使用其他電源適配器給電池充電，否則會永久損壞該儀器。

狀態指示燈：當測試、就緒均滅時，為準備狀態；當發射器和接收器電纜連接正常，接收器檢測電纜已連接時，就緒燈亮；當接收器按下測試按鈕時，發射器向接收器逐個發射管腳編碼，持續時間3 s，發射完畢后進入準備狀態。

電池電量指示燈：電池電量共分4檔，分別為100%、75%、50%、25%，對應指示燈顏色為綠、藍、黃、紅；當電池電量低于15%時，紅燈閃爍，需及時充電。

接地接線柱：此接線柱為接地專用接線柱，使用時發射器和接收器的接地接線柱均需接與同一接地網。

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、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和測試結果。

電源開關：為發射器整機電源總開關，打開此開關，對應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%，對應指示燈顏色為綠、藍、黃、紅；當電池電量低于15%時，紅燈閃爍，需及時充電。

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，嚴禁使用其他電源適配器給電池充電，否則會永久損壞該儀器。

接地接線柱：此接線柱為接地專用接線柱，使用時發射器和接收器的接地接線柱均需接與同一接地網。

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。變電站進行二次施工時，經常需要使用電纜進行電源的傳輸或者信號傳輸。由于二次電纜較多，而每根電纜的線芯也較多，容易出現錯亂。所以，為了接線的正確性，也為了電網安全，需要進行對線工作。多年來，二次施工電纜對線及測試工作大多需要2～3人進行，其中一人將需要核對的二次線與公共端線路對接，另一人需要用萬用表在另一端對每根二次線量通斷。對線過程中，需要不停聯系。由于二次電纜多、每根電纜的線芯多，導致對線工作量大，也不易發現工作中絕緣不好的線芯，且稍有疏忽還會對錯線，輕則影響工作效率，延長工期，重則影響安全生產。

3 最佳方案分解

對最佳方案的組成結構進行分解，得到最佳結構分解圖和最佳結構分析表，分別如圖3和表1所示。

圖3 最佳方案結構分解圖

表1 最佳方案結構分析表

4 達到的效果

全自動電纜對線器在室外進行實地測試，自動檢測電纜連接狀態，只要一鍵啟動，3 s自動顯示電纜連接方式，能自動判斷電纜短路、斷路和通路三種狀態；能夠在通路情況下，根據接收的不同信號，自動判別電纜兩邊線路對應的連接情況；使用簡單快捷，節省了測試時間，測試安全可靠，大大提高了電纜對線工作的工作效率，達到了預期目標。

5 效益分析

5.1 安全效益

全自動電纜對線器的使用，能夠幫助現場作業人員更快進行電纜對線工作，更容易發現電纜內部存在的問題，從而大大提高電纜對線工作的效率，降低電纜對線工作因對線繁瑣而錯對線、漏對線的不安全因素，大大提高安全效益。

5.2 社會效益

全自動電纜對線器有助于變電站現場作業人員更好地開展對線工作，提高工作效率，提高電網運行穩定性，有助于電網企業更好地服務社會。

5.3 經濟效益

相比傳統對線方案，對線過程有很大改進，對線步驟簡潔，測試時間減少，安全可靠性高，特別是效率，能為電力企業帶來積極的經濟效益。按照人工成本每小時50元計算，每年需要核對200根電纜為例，可產生的效益為（41×3-15.54×1）/60×50×200=17 910元，減去設備成本800元，實際效益為17 110元。由計算結果可知，全自動電纜對線器具有良好的經濟效益。

6 結 語

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