一種交直流低壓線纜查線儀的制作和應用

摘 要：當前，社會經濟的快速發展推動了電力系統的不斷進步，電力事業正朝著智能化方向發展，電網建設水平也逐步提高，這對于更好地滿足人們的生產及生活需要起到了巨大的促進作用。隨著電力事業的發展，電力系統所承受的壓力也越來越大，如何降低故障率和提高故障處理效率成為工作重點。在傳統的二次設備線纜故障檢修過程中，通常需要切斷電源開關，并拆除電源線，以保證檢修的安全性，但設備與電源屏之間相隔的距離較遠，如果標簽脫落或電源線密集，就可能出現拆錯線纜的情況，從而導致正在運行的業務中斷，增加了電網的運行風險。基于此，研制了一種交直流低壓線纜查線儀，并對其電路邏輯及工作原理進行了說明。該工具不僅能夠快速對所需要拆除的低壓線纜進行識別判斷，降低誤判風險，還能夠提高電源線纜故障處理效率。

關鍵詞：交直流低壓線纜;查線儀;識別線纜;不中斷查線

1 技術背景和產品概念

電力系統二次專業特別是通信電源檢修工作，例如電源設備改造、通信設備電源方式變更，需要拆除退運電源線纜或改接電源線纜等，此過程經常需要將設備電源線纜斷電。目前，普遍采取的較為安全的做法為先斷開設備側的電源開關，拆除設備側電源線，然后根據線纜標簽標志及線纜外觀識別出電源屏側需拆除的線纜，再拉下電源屏側對應開關。但是設備與電源屏往往相隔較遠，標簽標志脫落、電源線纜密集等因素都會增加電源線纜拆除的工作難度，同時增加誤斷在運設備電源的風險。

目前，市面上沒有可用于識別檢測線纜的儀器儀表，因此線纜的核對工作一直是困擾現場作業人員的難題。基于此，本文研制出一套線纜查線裝置，可以快速、安全地識別出需拆除的線纜，從技術層面降低誤斷電源的風險。該裝置為交直流低壓線纜查線儀（以下簡稱“查線儀”），其不僅適用于待退運設備的斷電操作，同時也能用于日常電源檢修，例如在運行設備不斷電的情況下的電纜識別及標簽標志核對、空載電源線纜查找和識別等。該查線儀可用于220 V以下交直流電源線纜，以及信號采集、線纜監控等。

2 技術原理

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

下面以設備退運線纜拆除工作為例進行分析。首先，在退運設備的本設備電源開關斷開的情況下，將查線儀的兩個接頭分別并接到設備的電源端子，這樣查線儀就取代退運設備成為負載;其次，調節查線儀的內阻，使這條被測的電源線上的電流在合適范圍內;最后，查線儀通過定時器或者人工手動進行定時通斷操作。這時，在配電柜的接線端子處，用鉗形電流表測試被測電源線的電流，如果電流表顯示相應規律通斷的情況，那么即可確定該電源線是退運設備的電源線。

此次研制方案通過555定時器電路實現了查線儀定時通斷的動作（圖1），該查線儀由1個9 V電池、1個555定時器、2個電阻、2個電容、1個蜂鳴器、1個LED、1個繼電器和1個負載組成。該電路可以實現繼電器每隔1 s的周期性通斷，從而實現檢測線纜回路周期性通斷。負載部分可以通過內阻調節，生成合適的電流值，便于鉗形電流的顯示數值的觀察。

3 檢測原理及操作步驟

本文通過3種應用環境和使用場景對查線儀的檢測原理和操作步驟進行分析，分別是：（1）線纜一端帶電壓，另外一端沒有負載的情況;（2）線纜一端帶電壓，另外一端也帶負載，并處在正常運行狀態;（3）線纜兩端都不帶負載和電壓。

3.1 ? ?拆除退運設備電源線纜

檢測步驟：（1）斷開退運設備的電源開關;（2）將查線儀的正負極接線接入退運設備電源接線端子的正負極;（3）啟動查線儀，產生周期性變化的通斷電流;（4）在配電屏側，使用鉗形電流表測試被測線纜的電流。

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

3.2 ? ?核對在運設備電源線纜

檢測步驟：（1）找到在運設備的電源開關，使用電壓表確認正負極和電壓等級;（2）將查線儀的正負極接線并接入在運設備電源接線端子的正負極;（3）啟動查線儀，產生周期性變化的通斷電流;（4）在配電屏側，使用鉗形電流表測試被測線纜的電流。

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

3.3 ? ?核對無連接的線纜

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

如果電流表的數值在0和一個固定值之間周期變換，則該線纜為所核對的線纜。核對無連接的線纜圖如圖4所示。

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

4 結語

近幾年，電力企業的二次專業中出現多起由于誤斷在運行的線纜造成的事故事件。經過事故事件的分析發現，最關鍵的問題就是沒有一個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問題。通過多個單位的試點應用，該查線儀大大提高了設備拆除和線纜整改等工作的效率，并且對投運時間長的變電站的二次線纜進行了標簽的核對和整改，發現了很多標簽脫落和標簽錯漏的情況。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，增強了電網的健壯性。在未來的發展過程中，此查線儀工具如果能得到進一步的研究和改進，將可以應用到更多的使用場景中，提高故障處理的效率，從而加強電網運行的穩定性。

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收稿日期：2020-11-26

作者簡介：莫驥（1990—），男，廣東湛江人，工程師，研究方向：電力通信。