一种快速核对二次电缆线芯的工具研究

梁铸威 李子新 郑日平

摘要：设计了一种快速核对二次电缆线芯的工具。以实际工具为例，首先对其背景技术和技术方案进行了介绍，然后分析了这种可批量核对二次电缆线芯工具的具体实施方式，最后探讨了该项研究的有益效果，其能够提高接线工作的效率，可为电网的教学培训和技能考核提供参考与借鉴。

关键词：快速核对;二次电缆;线芯;对线;接线

1    背景技术

在变电站基建及大型技术改造工程实施过程中，大量使用多芯二次电缆作为保护装置、测控装置等设备控制系统之间的信号传输介质。电缆线芯的正确与否决定了二次设备信号、控制回路接线的正确性[1]，而日常核对二次线是两名队员从电缆的两端通过对讲机沟通，将万用表调至通断档位后，一名队员用万用表黑（红）表笔一端对线，另一端黑（红）表笔对地，另外一名队员将二次电缆的另一端对地，如果万用表发出声音，则该线核对完成。还可以一名队员用万用表黑（红）表笔一端对线，另一端黑（红）表笔对该二次线缆的其他色线，另一名队员将二次线缆的另一端和该二次线与对侧同样的其他色线短接，如果万用表发出声音，则该线核对完成。然后依次用该方法核对该二次电缆的每一根线，核对后电缆套上线号管，号的内容应包括回路编号和电缆编号。

传统万用表配对讲机的二次线对线方式具有原理简单、成本低廉等特点，但每次只能核对一根线，效率极其低下[2]。由于在二次设备工程检修与维护时需要进行大量的对线工作，因此有必要研制开发一种可快速、批量核对二次线芯的装置，使二次线核对工作更为简便、高效。

2    技术方案

一种快速核对二次电缆线芯的工具，主要分主机组、从机组。

主机端设有快速检测针座与插针型线钳，快速检测针座分别与对线频率发生模块、主机处理器、工控PLC硬件、通信I/O模块、充电模块相连[3]，其中，主机的插针型线钳与多芯电缆每一端的芯线对应相连并固定在快速检测针座上，通过工控PLC硬件与通信I/O模块在主机端产生与多芯电缆每条线芯对应的接线信号，对线频率发生模块产生与多芯电缆每条线芯对应的对线频率信号，主机处理器用于接收和处理主机端所产生的接线信号、对线频率信号，并将对线频率信号发送给从机组;从显示模块用于同步显示接线结果;主机组的充电模块主要包含6组电池、24 V充电端口与充电转换器。

另外，从机组设有从机处理器，从机处理器分别与从机线缆对线端子排、从机显示模块、对线模块、LED监测指示灯相连，其中，从机线缆对线端子排的多个接线位与多芯电缆的每一端芯线对应相连，在从机端产生与多芯电缆每条线芯对应的接线信号;对线模块根据主机端发送的对线频率信号，依据不同频率信号辨别多芯电缆每条线芯;从机处理器用于接收和处理从机端所产生的接线信号及主机端发送的对线频率信号和故障检测信号;从机显示模块用于同步显示接线、对线结果及多芯电缆线芯间是否存在短路或断路（接通或断开）[4]。

3    具体实施方式

结合图1简要原理图，假设被测试对象是24线芯的二次控制电缆，对这种多芯二次线线芯核对装置的工作原理及使用步骤作出简要说明，其工作过程主要包括如下三个方面：

（1）接线：将多芯电缆一端与主机线缆对线端子排的多个接线位对应相连，不用按照厂家在线芯上的序号来排列，可直接批量乱序接入，用插针式线钳固定，另一端与从机线缆对线端子排的多个接线位对应相连，固定方式与主机组一致。在被试验线芯的接线过程中，主机端与从机端通信尚未建立。

（2）对线：待主机端多芯电缆依次接入主机处理器及从机处理器，则可在从机显示屏启动对线频率发生模块，使之产生与多芯电缆每条线芯对应的对线频率信号，并通过工控PLC硬件与通信I/O模块使主机端与从机端建立通信。不管主机组接入的实际线芯顺序，接入主机组后均默认为1、2、3、4的顺号排列，从机的对线模块会根据主机端发送的对线频率信号结合这个默认的线芯编号，依据不同频率信号辨别多芯电缆每条线芯，进行多芯电缆两端的编号校对，最终将对线结果在从机显示模块上直接显示数字，对应回主机组的默认编号，从而令使用者实现快速、批量对线[5]。

（3）断通判断：当某条线芯两端都分别接入了主、从机处理器，两端的检测信号频率才会一致，继而通过主机组充电模块使从机显示屏配有的LED监测指示灯亮绿灯，表示接通;反之，则会使LED监测指示灯亮红灯，表示断开。

4    效益分析

（1）快速、批量核对线芯顺序，提高接线施工效率。主机组具有24个快速检测针座，可满足国内大部分多芯二次电缆的使用，且多芯电缆两端与主机线缆对线端子排、从机线缆对线端子排相连后，在主机端产生对线频率信号发送给从机端，依据对线频率信号来辨别多芯电缆每条线芯，从机上直接显示主机乱序接入后的对应数字排序，具有批量、快速、易于实现和对线准确的特点，提升了接线工作效率。

（2）快速定位线芯故障，避免无效接入工作。主机组采用的插针式测试钳，可在剥线之前发现线芯的故障问题：如当某条线芯的两端产生频率不一致，并经重复接入检测后显示红灯时，则可判定该线芯间存在断路故障;另外，当LED监测指示灯显示绿灯的两条线芯在从机显示屏中出现了相同的数字，则可检测同一电缆中的这两条线芯间是否存在短路故障。

5    结语

经由上述分析可总结得到如下两点结论：

（1）本装置在室内外都能安全使用，结构简单、使用方便、省时省力，能代替原始的人工逐条核对线芯的方式。将本装置应用于电网的基建工程或大型技术改造工程建设中，能使接线工人提前鉴别线芯健康程度，快速完成接入工作，为运行验收人员争取宝贵的二次设备调试时间;在电网培训场地中，能使新员工在极短的时间内直观感知变电站主控室设备与一次场地箱体中端子排的关联，继而对比现场与设计图纸的契合程度，加深学习印象，减少培训成本。目前，这种配置的快速核对二次电缆线芯工具成本不高，实用性强，具有一定的不可替代性和推广价值。

（2）这种快速核对二次电缆线芯工具还有多方面的研究方向，例如在从机端处理器中添加自动环切绝缘皮的功能、线号管打印功能、线芯长度测量功能，均是施工单位实际工作的需要，下一步可以这三大需求为切入点，优化这种快速核对二次电缆线芯工具。

[参考文献]

[1] 吳晓凤.变电站控制电缆安装效率提高探讨[J].科技创新与应用，2018（20）：135-136.

[2] 余晖，张瑜倩.一种实用多功能对线器设计[J].中国水运（下半月），2012，12（1）：125-126.

[3] 邢瑞军.高压架空输电杆塔组立智能化设计系统开发研究[D].重庆：重庆大学，2007.

[4] 蔡小莲.广西合浦供电公司创新沿海地区电杆组立方法[J].广西电业，2015（11）：89.

[5] 刘岳华.小型电杆的人工组立[J].农村电工，2014（8）：23.

收稿日期：2019-11-25

作者简介：梁铸威（1993—），男，广东江门人，工程师，从事电力工程项目管理工作。