一種三相互感器電能表用對(duì)線裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

周安仁　唐軍　周成　賀世平

摘要：針對(duì)目前電力工程中二次電纜對(duì)線工作煩瑣的問(wèn)題，介紹了一種三相互感器電能表用對(duì)線裝置，闡述了該裝置的基本構(gòu)成及各部分作用，詳細(xì)分析了該裝置的基本工作原理，并給出了具體應(yīng)用實(shí)例。該三相互感器電能表用對(duì)線裝置，僅需測(cè)量一次便能得出待測(cè)電纜的接線結(jié)果，解決了傳統(tǒng)二次電纜對(duì)線工序煩瑣，工作人員需借助萬(wàn)用表和對(duì)講機(jī)多次測(cè)量及溝通的問(wèn)題，大大提高了二次對(duì)線工作人員的工作效率。

關(guān)鍵詞：互感器;電能表;對(duì)線裝置

0 引言

電力系統(tǒng)中的二次電纜涉及控制、保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量等多個(gè)類型的回路，這些回路來(lái)自不同的設(shè)備，接線點(diǎn)多、線長(zhǎng)且工況復(fù)雜。現(xiàn)階段，電力工程建設(shè)逐年增多，二次電纜在工程中必不可少。為了保證電纜接入的正確性，二次電纜在接入前需要進(jìn)行線芯的對(duì)線和編號(hào)。二次施工電纜對(duì)線及測(cè)試工作需要兩個(gè)人，對(duì)線過(guò)程中，兩個(gè)人通過(guò)對(duì)講機(jī)不停交流。由于二次電纜多、工作量大，因此工作中不易發(fā)現(xiàn)絕緣不好的線芯，并且稍有疏忽還會(huì)對(duì)錯(cuò)線，輕則影響工作效率，延長(zhǎng)工期，重則影響安全生產(chǎn)。隨著嵌入式技術(shù)的完善和推廣，測(cè)試系統(tǒng)正朝著集成化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。因此，對(duì)傳統(tǒng)的施工電纜對(duì)線及測(cè)試進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化研究和改進(jìn)具有非常重要的意義和實(shí)際開發(fā)價(jià)值。

1 三相互感器電能表用對(duì)線裝置的組成

在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，開發(fā)了一種三相互感器電能表用對(duì)線裝置，其包括設(shè)置在待測(cè)電纜的測(cè)量端的測(cè)試主機(jī)和設(shè)置在待測(cè)電纜的被測(cè)端的測(cè)試從機(jī)，如圖1所示。

（1）測(cè)試主機(jī)：主要由主控制模塊、導(dǎo)線接口模塊、電源模塊和通信模塊組成。導(dǎo)線接口模塊，接收每路待測(cè)電纜的實(shí)時(shí)電壓并將其傳輸至主控制模塊;主控制模塊，接收到測(cè)試命令后開始發(fā)送測(cè)試信號(hào)，將接收到的每路待測(cè)電纜的實(shí)時(shí)電壓與其相應(yīng)的指標(biāo)電壓進(jìn)行對(duì)比、判斷;通信模塊，接收PDA指令，同時(shí)將測(cè)試結(jié)果發(fā)送至PDA。

（2）測(cè)試從機(jī)：包括與待測(cè)電纜的被測(cè)端相連的若干組電壓檢測(cè)模塊和電源模塊。電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)單路待測(cè)電纜的實(shí)時(shí)電壓，并將其傳輸至測(cè)試主機(jī)。

（3）PDA：主要由主控模塊、顯示模塊、電源模塊和通信模塊組成。主控模塊，控制通信模塊發(fā)送測(cè)試指令至測(cè)試主機(jī)，并接收測(cè)試主機(jī)上傳的測(cè)試結(jié)果;顯示模塊，顯示測(cè)試結(jié)果。

2 三相互感器電能表用對(duì)線裝置的校驗(yàn)原理

三相互感器電能表用對(duì)線裝置通過(guò)主從機(jī)的配合使用，可以實(shí)現(xiàn)工作人員單獨(dú)完成待測(cè)電纜的對(duì)線，且操作過(guò)程工序簡(jiǎn)單，僅需測(cè)量一次便能得出所有待測(cè)電纜的接線結(jié)果，提高了工作人員的工作效率。測(cè)試從機(jī)和主機(jī)的原理框圖分別如圖2、圖3所示。

如圖1所示，在A、B、C、N相線中，3個(gè)互感器分別穿在A相、B相、C相上，電能表的接線端分別連接3個(gè)互感器的接表側(cè)，對(duì)線裝置包括測(cè)試主機(jī)和測(cè)試從機(jī)。測(cè)試主機(jī)設(shè)置在多路待測(cè)電纜的測(cè)量端，測(cè)試從機(jī)設(shè)置在多路待測(cè)電纜的被測(cè)端，測(cè)試從機(jī)電壓檢測(cè)模塊的輸出端與每路待測(cè)電纜的被測(cè)端相連，用于檢測(cè)每路待測(cè)電纜的實(shí)時(shí)電壓，并通過(guò)每路待測(cè)電纜將檢測(cè)到的實(shí)時(shí)電壓傳輸至測(cè)試主機(jī)。

測(cè)試主機(jī)主控制模塊包括主控制器及與主控制器相連的儲(chǔ)存模塊，其內(nèi)部預(yù)存多路待測(cè)電纜的指標(biāo)電壓，并對(duì)每路待測(cè)電纜設(shè)有唯一的標(biāo)志。該唯一的標(biāo)志用于識(shí)別每路待測(cè)電纜，首先導(dǎo)線接口模塊接收每組電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)到的每路待測(cè)電纜的實(shí)時(shí)電壓，并將該實(shí)時(shí)電壓傳輸至主控制器，其次主控制器根據(jù)每路待測(cè)電纜具有的唯一標(biāo)志將接收到的多路待測(cè)電纜的實(shí)時(shí)電壓與其相應(yīng)的指標(biāo)電壓進(jìn)行對(duì)比，并對(duì)相同標(biāo)志的待測(cè)電纜的實(shí)時(shí)電壓與其指標(biāo)電壓進(jìn)行判斷，再將判斷結(jié)果傳輸至PDA。

如果判斷結(jié)果表明相同標(biāo)志的待測(cè)電纜的實(shí)時(shí)電壓與其指標(biāo)電壓一致，則確認(rèn)相同標(biāo)志的待測(cè)電纜的兩端連接正常，PDA顯示接線正確;如果判斷結(jié)果表明相同標(biāo)志的待測(cè)電纜的實(shí)時(shí)電壓與其指標(biāo)電壓不一致，且實(shí)時(shí)電壓與另一標(biāo)志的待測(cè)電纜的指標(biāo)電壓一致，則判定待測(cè)電纜的兩端接線錯(cuò)位，PDA自動(dòng)顯示該幾條接線錯(cuò)位;如果判斷結(jié)果表明僅獲取到相同標(biāo)志的待測(cè)電纜的指標(biāo)電壓，則判定待測(cè)電纜的被測(cè)端接線斷開，PDA自動(dòng)顯示該線路中斷。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

三相互感器電能表用對(duì)線裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、小巧輕便、便于攜帶、測(cè)試準(zhǔn)確性高，可一次性測(cè)試多條線路，高效快捷。本設(shè)計(jì)涉及的方案操作簡(jiǎn)單，使用方便，可實(shí)現(xiàn)工作人員單獨(dú)完成待測(cè)電纜的對(duì)線，僅需測(cè)量一次便能得出待測(cè)電纜的接線結(jié)果，進(jìn)而提高工作人員的工作效率。

將本文設(shè)計(jì)的三相互感器電能表用對(duì)線裝置應(yīng)用在變壓器施工工程中，某變壓器二次電纜施工完成后，需對(duì)線路進(jìn)行上電前對(duì)線校驗(yàn)。測(cè)試人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，在臺(tái)區(qū)總表側(cè)安裝測(cè)試主機(jī)并開機(jī)，在互感器側(cè)安裝測(cè)試從機(jī)并開機(jī)，安裝完成后通過(guò)PDA發(fā)送測(cè)試指令，一次性對(duì)10條待測(cè)線路進(jìn)行檢測(cè)，PDA顯示測(cè)試結(jié)果，如圖4所示，即A、B相電壓線串線，Ak1電流線、Ak2地線串線。

測(cè)試人員分別將A、B相電壓線的接口對(duì)調(diào)，Ak1電流線、Ak2地線從接口對(duì)調(diào)，再次進(jìn)行接線測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖5所示，顯示A、B電壓線，Ak1電流線串線問(wèn)題恢復(fù)正常，但是Ak2地線顯示斷線。

測(cè)試人員重新檢查該Ak2線路，發(fā)現(xiàn)通長(zhǎng)電纜中間無(wú)接頭、斷線情況，之后檢查接線盒接線情況，發(fā)現(xiàn)接線盒處接口松動(dòng)，螺絲未擰緊，重新擰緊螺絲后，再次進(jìn)行接線測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖6所示，顯示線路對(duì)線正確，臺(tái)區(qū)正式上電投運(yùn)。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，電力系統(tǒng)發(fā)展迅速，電力工程建設(shè)逐年增加，二次電纜敷設(shè)正確與否對(duì)電力工程建設(shè)至關(guān)重要。傳統(tǒng)變壓器二次施工電纜對(duì)線及測(cè)試工作都要兩個(gè)人進(jìn)行，對(duì)線過(guò)程中，需要兩位工作人員手持萬(wàn)用表，利用對(duì)講機(jī)不停交流。由于二次電纜多，工作量大，所以工作人員在工作中不易發(fā)現(xiàn)絕緣不好的線芯，并且稍有疏忽還會(huì)對(duì)錯(cuò)線，輕則影響工作效率，延長(zhǎng)工期，重則影響安全生產(chǎn)。三相互感器電能表用對(duì)線裝置操作簡(jiǎn)單，工作人員可以單獨(dú)完成待測(cè)電纜的對(duì)線，且操作過(guò)程工序簡(jiǎn)單，僅需測(cè)量一次便能得出待測(cè)電纜的接線結(jié)果，進(jìn)而提高了工作人員的工作效率，具有一定的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

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收稿日期：2021-02-23

作者簡(jiǎn)介：周安仁（1981—），男，江蘇響水人，高級(jí)工程師，從事電力系統(tǒng)運(yùn)檢管理工作。

通信作者：唐軍（1974—），男，浙江余杭人，助理工程師，從事電力營(yíng)銷工作。