控制电缆现场对线方式的改进

2020-12-11陈涛李军安东亮李帅李亮

电子元器件与信息技术 2020年8期

陈涛，李军，安东亮，李帅，李亮

（国网河南省电力公司漯河供电公司，河南漯河 462000）

0 引言

在进行控制电缆的对线时，一定要核对、检验控制电缆的线芯，使其可以确保控制线路的连接正确无误。一般情况下使用干电池与小电珠的通灯对线方法，或者采用万用表进行对线，但是在这些常规对线方法均需要使用设备金属外壳做基础或者直接依靠大地，在对线的时候也需要核对一根连接一次，效率低下，而且返工率也是居高不下，如何改善控制电缆的对线方式，提高对线效率是当前的重要研究问题。

1 控制电缆概述

1.1 控制电缆的主要含义

控制电缆是聚氯乙烯绝缘和聚氯乙烯护套控制电缆，适用于工矿企业、能源和运输部门，交流额定电压低于450/750V的控制和保护电路。控制电缆线的常见故障包括机械损坏、绝缘损坏、绝缘湿气、绝缘老化和劣化、过电压、电缆过热故障等。

1.2 控制电缆的主要性能

（1）性能特点。①绝缘电气强度：导体之间1min 1kV不击穿，导体与屏蔽1min 3kV不击穿；②绝缘电阻：每根芯线与其余线芯接地，控制电缆大于10000MΩ·km，HYAT电缆大于3000MΩ·km；③工作电容：平均值为52±2nF/km；④远端串音防卫度：150kHZ时指定组合的功率平均值大于69dB/km。

（2）性能区别。电力电缆用于从电力系统的主线传输并分配大量电能，控制电缆将电能直接从电力系统的分配点传输到各种电气设备和设备的电源连接线。电力电缆的额定电压通常为0.6/1kV或更高，控制电缆主要为450/750V。在生产相同规格的电力电缆和控制电缆时，电力电缆的绝缘层和护套厚度要比控制电缆厚[1]。

（3）控制电缆与电力电缆的区别。①控制电缆属于电器装备用电缆，和电力电缆同属五大类电缆。②控制电缆的标准是GB/T9330，电力电缆的标准是GB/T12706。③控制电缆绝缘芯的颜色通常是黑色和白色，而电力电缆的低压通常用颜色编码。④控制电缆的截面积通常不超过10m2，主要用于传输功率，通常截面积较大。由于上述原因，电力电缆的规格通常可以高达500m2（典型制造商可以生产的范围），并且横截面较大的制造商通常可以制造相对较小的数量，而控制电缆的横截面通常很小，最大值通常不大于10m2。根据电网的要求，电缆芯的数量通常最多为5芯，用于传输控制信号。

1.3 控制电缆的安装措施

为了减少绝缘故障、机械损坏以及降低火灾时控制电缆的覆盖范围，在国家标准GB50217-91 《电力工程电缆设计规范》中对控制电缆的安装进行了规定：①双重保护电流和电压；②直流电源和跳闸控制电路必须得到加强；③两个独立的系统需要使用独立的控制电缆[3]。

1.4 控制电缆的电气干扰问题

激活控制电缆后，与同一根电缆的其他芯线平行排列的电缆之间会存在电气干扰问题，而电气干扰的主要原因是：①由于施加电压而引起的铁心之间的电容性耦合引起的静电干扰；②传导电流引起的电磁感应干扰。通常来说，如果附近有高压或大电流干扰源，电干扰会更加严重，并且由于同一根电缆的芯线之间的距离较小，会导致其干扰程度远大于平行排列的相邻电缆的间距。例如电厂的计算机监控系统，它的模拟低电平信号线和变送器的电源线与4芯电缆组合在一起，在信号线上产生70V的干扰电压，而这对信号的测量单位为毫伏。低电平信号环路显然会影响正常操作[4]。防止或减轻电气干扰的措施主要包括三个方面：①控制电缆的备用芯线已接地。在实践中已经证明，当控制电缆的备用芯线接地时，干扰电压的幅度可以从25%变为50%，电缆的成本很少增加。②由于电气干扰而造成严重后果的电路，不可以使用控制电缆。弱电流信号控制回路和强电流信号控制回路；低电平信号和高电平信号环路；交流断路器分相运行的每一相电流控制回路，不要使用相同的控制电缆。但是，如果弱电流电路的每对往复导体属于不相等的控制电缆，则在铺设时会形成环路，并且在类似功率的电磁线互连下会产生电势。最好将控制电缆用于往复式导体，因为低水平的参数干扰会产生很大的影响。③金属屏蔽层和屏蔽层接地。金属屏蔽是减少和防止电气干扰的重要措施，包括对芯线的常规屏蔽、子屏蔽和双层常规屏蔽。控制电缆的金属屏蔽类型的选择应包括在综合措施中，根据可能的电气干扰的强度来抑制干扰，以满足干扰和降低过电压的要求。抗干扰效果的要求越高，投资也就越高，若使用钢带铠装和全屏蔽编织钢将使电缆价格上涨约10%至20%。

2 控制电缆的常规操作

2.1 常用双人对线法

控制电缆的常规操作方法是两个人的配对操作，因此被称为“常用双人对线法”和“双线法”。具体的工作过程首先是确定公共线路，即一端短路到被测芯线和公共线，另一端通过电池线灯在公共线和未知芯线之间进行测试，直到灯亮为止，其次是连接未知芯线，要先找到对应的芯线，之后两端员工电话联系，进行标记，然后执行下一个未知芯线搜索操作。

公共线路选择有以下选择方法：一种是在被测电缆上找到“异常”芯线。常规制造商生产控制电缆时，一根或两根芯线用电缆芯线的红色或绿色橡胶绝缘护套包裹，其余的芯线为无色绝缘护套，因此可以使用此红色芯线作为普通线。第二种是使用屏蔽电缆的屏蔽方法。第三种是在地面电网上使用引下线，但是最好不使用此方法，因为它接触不良并且在雷暴天气中可能会遭遇雷击。第四是拉临时电线，这种方法最可靠，但是很麻烦。有两个编号1串联连接两个电池和一个小电珠（灯泡），并击打2个用作开关的测试棒，称为“开-关设备”，发出“开-关”命令。优点是简单、易于制造且灯泡不易燃烧。

一些部门使用干电池供电的直流蜂鸣器作为开关设备，并在连接线路时发出声音。在黑暗中通过耳朵判断“开-关”的优点易于接触，缺点是昂贵，当前，许多人使用具有连续性测试功能的数字万用表作为连续性测试工具，其引起联系的方式就是灯光和声音。

“声光警报开关”的设计和制造是为了解放你的双手来完成其他任务。使用两个晶体管，电阻器和电容器形成一个驱动压电扬声器和两个发光管的多谐振荡器，它的体积小且成本低，9V纽扣电池便可以使用半年以上。

2.2 高效的一人排序方法

因为一个操作员可以提高工作效率，所以将一个人配对称为“一个人有效配对方法”或“一个人配对方法”。在这种方法中，必须事先准备一个电阻箱，并在箱面板上安装24至30个可以插入带有预标记电缆芯号的接线柱。配对电线时，将电缆一端的所有芯线依次插入电阻箱的端子孔，然后使用高精度数字万用表测量电缆另一端的电阻，公共线号是最后一个数字（也可以使用第一个数字），用万用表测量的电阻值应为kΩ的整数倍，1kΩ应为1芯，2kΩ应为2芯，以此类推测量所有芯线。也可以依次测量几kΩ的电阻，而无需更改芯线数，然后戴上贴有标签的塑料头。如果在控制电缆上找到两条相同颜色的芯线，此时，需要将两条相同颜色的芯线插入电缆的端子两个孔中。分别测量和比较两个芯线对不同芯线的电阻。普通线的电阻更大。两次测量应相差1kΩ。

制作电阻箱时，该电阻应为负误差电阻，即功率为1/4W或1/2W的金属膜电阻，以及用高精度万用表连接在端子孔之间的约200Ω的电位计。测试前，数字万用表应确保电池电压充足。在测试线路之前，必须使用万用表测试电阻框中每个文件的电阻值并使用它。

根据电阻箱的原理，可以引入诸如“电压法”和“微计算机法”之类的线路操作方法。电压的操作方法是在不同电线的两端添加稳定的24V电压，并使用万用表测量另一端的铁心之间的电压。将上面的“kΩ”替换为“V”，并进行相同的测试。这在确定控制电缆的公共线不在电缆的芯线上并进行颜色编码时起着独特的作用。该方法是将许多电缆芯线从电阻器盒的侧面随机插入电阻器盒的每个端子孔，然后在电缆的另一侧进行逐行测试，以找到电压为“负”的芯线。某些公共路线是一个限流电阻，可防止测试期间电源短路，W是将输出电压调节至24V的电位计。在进行线配对操作之前，使用万用表检查每个齿轮的电压值是否正确，然后进行线配对操作[5]。微型计算机方法使用上述两种方法根据人员的工作思路在线路末端编译控制程序，进入计算机并自动进行线路匹配。

2.3 电缆对的工作原理如下

接收器盒可自由连接至4条测试线。发射箱中的黑色鳄鱼形负极夹连接到所有电缆线芯，而红色的测试引线正极线可以接触其它要测试的导线芯。当该点接触导线芯时，发射器盒和接收器盒中有3个LED形成的串联传导电路。因此，接收盒的绿色发光二极管VD7对应于连接至测试线的芯线与发射盒的正测试线的芯线为同一电缆芯线，发射盒的负测试线的芯线与所连接的接收盒的红色发光二极管VD4相连接芯线是另一个电缆芯线。以相同的方式重复其余的电缆芯测量。在重复的测量过程中，接收盒点亮的红色发光二极管保持不变（用作公共基准），并且随着测量核心的变化，只有其他绿色发光二极管会逐渐变化。如果电缆芯线超过10芯，则可以成组进行重复测量。