引言

近年來,恰逢電網(wǎng)變電站繼電保護改造及新變電站投產(chǎn)高峰期,涉及大量二次電纜的退運、接入與使用。由于二次電纜多、每根電纜的線芯多,對芯成為電纜拆接前必不可少的一個基本環(huán)節(jié)。

目前,弱電線路的檢測尋芯市場上有比較成熟的技術和產(chǎn)品,如網(wǎng)線斷點檢測儀等,在檢測網(wǎng)線斷點時比較準確。但對于二次電纜芯的核對,變電站施工現(xiàn)場基本都是選擇使用萬用表量通斷的對芯方法。

為此,我們研制了一種感應式二次電纜對芯儀,能夠?qū)崿F(xiàn)二次電纜對芯尋芯及運行電纜備用芯查找功能,降低對芯步驟中造成的交直流回路接地或短路、保護誤動風險,有效提高作業(yè)效率。

1感應式二次電纜對芯儀的設計思路

1.1傳統(tǒng)對芯方法的不足

在二次施工、作業(yè)過程中,對芯是確保二次電纜接線正確的重要步驟。傳統(tǒng)作業(yè)方法中,對芯是將電纜芯一端對地,另一端用萬用表測量對地是否導通,如圖1所示。

該方法存在以下不足之處:

(1）對芯前需逐根測量每根電纜芯有無電壓,交直流電壓均需測量,過程繁瑣且效率低[3];

(2）電纜對地存在交直流回路短路或接地的風險,特別是對于開關控制回路,不正確的電纜對地存在開關誤動風險;

(3）在電纜較長、干擾較大、變電站接地網(wǎng)不良等情況下,對地測量電阻較大且離散性大,增加了現(xiàn)場誤判的風險。

1.2感應式二次電纜對芯儀的設計思想

為解決以上問題,我們研制了一套感應式二次電纜對芯儀,其工作原理示意圖如圖2所示,它由信號發(fā)生器和對芯器組成,信號發(fā)生器發(fā)出的特定頻率的高頻信號通過二次電纜專用接口接入需要對芯的電纜,在電纜周圍產(chǎn)生環(huán)繞的信號場,通過高靈敏度感應式對芯器很快在對端識別出目標信號,由此確定電纜兩端是同一根電纜芯,也可用于運行電纜備用芯查找。

2感應式二次電纜對芯儀的功能實現(xiàn)

一種感應式二次電纜對芯儀,由信號發(fā)生器和對芯器組成,其中信號發(fā)生器如圖3所示,主要包括:金屬探針(101）、電源指示燈(102）、發(fā)信指示燈(103）、音頻信號發(fā)生模塊(104）、電源按鈕(105）、放大模塊(106）、電池(107）。

其電路原理圖如圖4所示,主要由KD9300大規(guī)模CMoS集成電路構成,G為2節(jié)5號電池組成的電池組,S1為電源開關,S2為發(fā)信按鈕,VD1為電源指示燈,VD2為對芯(發(fā)信）指示燈。

對芯器結構示意圖如圖5所示,主要包括:金屬探針(201）、電源指示燈(202）、匹配指示燈（203）、檢測放大模塊(204）、電源按鈕（205）、抗干擾模塊(206）、揚聲器（207）、電池(208）。

其電路原理圖如圖6所示,主要由LM4906音頻功率放大器構成,G為2節(jié)5號電池組成的電池組,R1～R4均為匹配電阻,s3為電源開關,C為耦合電容。

感應式二次電纜對芯儀工作原理如圖2所示,當按下s1電源開關時,VD1電源指示燈亮,信號發(fā)生器上電,按下s2發(fā)信按鈕,VD2對芯（發(fā)信）指示燈亮,電路被觸發(fā),KD9300高頻信號經(jīng)VT9011放大,三極管集電極便產(chǎn)生一個高頻信號,由金屬探針輸出,金屬探針與電纜芯連接:另外一側對芯器中,當按下s3電源開關時,對芯器金屬探針與電纜芯連接,當兩側為同一電纜芯時,信號經(jīng)電纜芯輸出至耦合電容C的耦合加到LM4906放大器的反相輸入端（1腳）,LM4906內(nèi)部有兩個放大器,抗干擾電路濾除干擾信號,信號放大后從Vo1（2腳）和Vo2（3腳）以電橋輸出的形式加到揚聲器,發(fā)出"滴滴"聲,VD4指示燈閃爍,發(fā)出聲光提示。當兩側不是同一電纜芯時,對芯器無聲光提示。

3感應式二次電纜對芯儀的應用

目前,本文所述感應式二次電纜對芯儀已結合新建、擴建、技改工程在多個變電站順利使用,現(xiàn)場應用證明:

（1）由于對芯的二次電纜上加的是信號發(fā)生器發(fā)出的高頻信號,即使該信號錯加在帶電回路上,也不會造成保護誤動:

(2）無需測量交直流電壓,有效提高了作業(yè)效率:

(3）對芯器是利用高頻信號檢測放大來識別,所以無需將二次電纜對地,只需將對芯器的金屬感應器接近或接觸電纜芯對端便可識別,整個過程中沒有新增任何導電二次回路,不存在交直流回路接地或短路、保護誤動風險。

4結語

本文所述感應式二次電纜對芯儀,其將KD9300CM:s集成電路產(chǎn)生的高頻信號加到二次電纜芯上,對側通過LM4906放大該電纜上的高頻信號輸出給揚聲器和發(fā)光二極管發(fā)出聲光提示的對芯方式,實現(xiàn)了二次電纜對芯尋芯及運行電纜備用芯查找功能,能夠適應電纜較長、干擾較大、變電站接地網(wǎng)不良等工況,廣泛應用于涉及二次電纜接入前需對芯的新建、擴建、技改工程,能夠降低對芯步驟中造成的交直流回路接地或短路、保護誤動風險,有效提高了作業(yè)效率。