基于单片机的电缆相序核对方法

黄泽龙++张维++赵宝++刘刚

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.25.053

摘 要：目前采用的电缆相序核对方法测试步骤繁多，用时长，测试电压较高，测试结果受测试人员沟通情况、施工现场嘈杂情况影响较大。针对这些问题，本文提出一种基于单片机电路的电缆相序核对方法，实现通过一次接线即可完成电缆相序核对，提高了工作效率。文章介绍了此方法的基本原理、实现思路，并对该方法进行效果检查，验证其准确性、有效性。

关键词：核相方法 电缆相序核对 提高效率

中图分类号：TM71 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）09（a）-0053-02

配网常用的10kV三芯交联聚乙烯绝缘电缆线路，由于存在中间接头、分支箱等，导致电缆两端相序可能不对应。在电力系统中，电缆两端相序不对应，会导致线路相序不正确，使得互为联络的两条线路无法相转供电，用户侧三相电动机出现反转等问题。另外，在电缆接入环网柜、分支箱或杆塔时，相序搭接错误，送电后若发现相序不正确，还需再次停电，调整电缆相序重新搭接，增加了停电时间，不利于提高可靠性，有损企业形象。因此，电缆线路在新建、改造施工中，制作电缆终端头或中间接头时，都必须核对电缆线路两端的相序，确保电缆线路两端相序对应。

1 常规方法及存在的问题

1.1 常规方法

在电缆施工中，常使用万用表或绝缘电阻表测试电缆相序。图1是电缆相序测试示意图，使用万用表或绝缘电阻表作为测试仪器测试电缆相序时，需要在电缆的两端A处和B处各安排一组测试人员。测试开始，对电缆进行充分放电后，A处测试人员通过对讲机或手机通知B处测试人员将电缆一相接地，A处人员用测试仪器分别测量三相电缆线芯对接地线的电阻。电阻值为0Ω的一相可判断与B处的接地相为同一相。

此时，A处人员用对讲机或电话通知B处人员更换电缆接地相，A处依照上述方法重复测试。B处人员变更三次测试接线后，A处人员依次完成测试，方可确定电缆两端三相相序对应关系。

1.2 存在的问题

目前采用的相序核对方法步骤繁琐，存在重复接线、沟通。图2是使用绝缘电阻表测试电缆相序的流程图。测试之前，A处测试人员首先确认B处测试人员已将电缆第一相线芯接地后，才可以在A处进行三次测量，依次测量电缆三相线芯对地的电阻。测试完毕后，通知B处人员对不接地的两相电缆线芯逐相充分放电，然后B处人员将第二相电缆线芯接地，A处测试人员重复测量电纜三相线芯对地的电阻。如此重复3次后，才能确定电缆相序。

同时，该测试方法一次测试成功的概率不高。电缆施工一般位于城区，施工地段车辆、人员往来密集，环境嘈杂，外界环境对测试结果具有一定影响，可能造成A处、B处测试人员无法听清对方指令、理解对方意图，导致相序核对错误或重复多次核对。

另外，使用绝缘电阻表核对电缆相序，测试电压较高，测试人员存在触电风险。使用绝缘电阻表测试电缆相序时，多选用500～2500V绝缘电阻表，测试结束后，如不及时对测试电缆进行放电，或放电不充分，都会给测试人员带来触电危险。

使用万用表测试电缆相序，在一次测试完毕后不需要对电缆进行逐相放电，其他步骤与使用绝缘电阻表测试的方法相同。

2 基于单片机的相序核对方法

2.1 相序核对原理

图3是基于单片机的相序核对方法原理图。将电缆X端的三相线芯分别与单片机三个端口相连，单片机电源接地端与电缆铜屏蔽相连接；电缆Y端三相线芯分别与3个LED指示灯连接，指示灯另一端共同与电缆铜屏蔽连接。

以电缆X端为参考，分别标记三相线芯为A、B、C相。单片机电路依次给A、B、C三相线芯发送时序高电平信号，信号波形如图4所示。第一个高电平经过电缆线芯，到达Y端，Y端首先被点亮的LED指示灯连接的电缆线芯，即与X端的A相对应；第二个点亮的LED指示灯所连接的电缆线芯，与X端的B相对应；第三个点亮的LED指示灯所连接的电缆线芯，与X端的C相对应。此时完成一次测试，通过3个LED灯同时点亮两次，来标记一次测试结束。由此，通过判断Y端3个LED指示灯点亮的顺序，即可完成电缆相序核对。

2.2 发送端原理

发送端单片机电路连接，采用STC15F104W八引脚单片机，P3.0、P3.1、P3.2端口作为输出端口，依次产生高电平。

3 效果检查

（1）将装置应用于电缆施工中进行相序核对，并将测试结果与常规方法的测试结果进行对比，确认装置测试结果正确，且测试人员只需要一次接线即可完成电缆相序测试，简化了测试步骤，大大减少了测试时间。

（2）由图2可知，常规相序核对方法存在重复工作，步骤繁多，一次测试需进行17个步骤。相较而言，如图5所示，为使用装置测试电缆相序，测试步骤减少至6个，提高了工作效率。同时，由于避免了常规测试方法存在重复沟通的问题，减少了在测试过程中由于人员沟通不畅或环境嘈杂造成出错的概率，提高了测试的准确性。

（3）电缆相序测试仪测试电压为5V，小于安全电压36V，消除了测试人员触电风险。

采用此种基于单片机的电缆相序核对方法，能够提高测试效率，减少测试步骤，降低在测试过程中由于人员沟通不畅或环境嘈杂造成出错的概率，消除测试人员触电风险，在10kV三芯电缆相序核对工作中具有较好的应用前景。

参考文献

[1] 于景丰.电力电缆实用新技术[M].北京：中国水利水电出版社，2014.

[2] 张毅刚.新编MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2008.endprint