CN102323492A - 电缆线路远程核相装置及其核相方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电缆线路远程核相装置，设有远程核相仪(1)，远程核相仪(1)包括核相发起端(2)和核相判断端(3)，核相发起端(2)设有电压取样结构、电压波形整形电路(4)、核相发起模块(5)和发起端数传电台(6)；核相判断端设有电压取样结构、电压波形整形电路(4)、核相判断模块(8)和判断端数传电台(7)；发起端数传电台(6)与判断端数传电台(7)通过无线通讯电路连接。采用上述技术方案，准确性高；方便扩展其功能，在不停电情况下对电缆和设备进行远程的核相和验电测试；采用无接触手段保证了设备及人员的安全；无线信号抗干扰能力突出，体积小，使用方便。

Description

电缆线路远程核相装置及其核相方法

技术领域

本发明属于电力设备的技术领域，涉及电力电缆的核相技术，更具体地说，本发明涉及电缆线路远程核相装置。另外，本发明还涉该核相装置所采用的核相方法。

背景技术

随着城市发展特别是亮化工程要求的不断提高，对城市配电网发展的要求也越来越高。为了积极配合城市发展的需求，城市配电网建设步伐不断加快。中压配电网形式多样，设备选型与科技投入力度加大。目前，市区配电网10kV架空线路均采用下地电缆线路，对老线路的绝缘化改造也正在加紧进行。

随着这些电缆线路的不断投入运行，一方面解决了较为突出的线树矛盾，提高了中压供电可靠率及避免外破事故的发生；但是另一方面也带来了新的矛盾和问题，集中反映在由此产生了电缆环网线路核相和验电困难的问题。

在电缆线路负荷改接等工作中，要求两个变电所及用户的三相交流电源的相序相位与需保持一致，这是保证供电质量的必要条件之一。传统核相方法已无法满足快速发展的配电网的核相需求。

在两变电所之间全电缆线路环网改接工作中，由于电缆线路处在全绝缘、全屏蔽的状况下，现有核相装置无法满足电缆线路的核相要求。为了进行核相，采用传统的核相方法，其工作过程相当复杂，这样使停电工作时间延长，给电网运行造成了负面影响。

所以，在电力施工工程及电网正常供电及检修工作中，非常需要能够在带电运行的条件下进行电缆远程核相和验电的技术，及其相应的技术装备。

发明内容

本发明提供的电缆线路远程核相装置，其目的是应用无线数字信号对比技术，解决电缆带电运行情况下的电缆线路的远程核相和验电的问题。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明所提供的电缆线路远程核相装置，所述的电缆线路远程核相装置设有远程核相仪，所述的远程核相仪包括核相发起端和核相判断端，所述的核相发起端设有电压取样结构、电压波形整形电路、核相发起模块和发起端数传电台；所述的核相判断端设有电压取样结构、电压波形整形电路、核相判断模块和判断端数传电台；所述的发起端数传电台与判断端数传电台通过无线通讯电路连接。

当配电网采用欧式环网柜分支箱时，所述的远程核相仪直接从面板型带电显示器的试电孔取得电压信号。

当配电网采用美式环网柜分支箱时，所述的远程核相仪直接从单支型带电显示器的试电孔改成的电缆插拔头测试点取得感应电压信号。

对于架空线或者无试电孔的线路设备，所述的远程核相仪采用短距离无线探头测量相位，该无线探头采用感应取电压方式获取相位信息及线路带电信息；所述的远程核相仪通过无线方式获得本端的相位，并实现远程核相。

所述的发起端数传电台和判断端数传电台的功率均为5W。

为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的电缆线路远程核相装置采用的核相方法，其技术方案是：

所述的电压波形整形电路将三相正弦电压波形信号整形为50Hz方波信号；

在所述的核相发起端：所述的核相发起模块选取其中一相的方波信号的上升沿为触发信号，所述的发起端数传电台经过延时时间t1后输出触发信号，每20ms出现一次触发信号，所述的t1的数值由所述的发起端数传电台的性能参数决定；

在所述的核相判断端：所述的判断端数传电台收到该触发信号，所述的核相判断模块对该触发信号再做t2延时；t1+t2满足20ms的整数倍，保证接收到的信号与本端信号在相位时序上误差尽可能小；经延时处理后的触发信号与核相判断端的三相触发信号做时序上的比较，时序差最小的判断为同相；并通过所述的判断端数传电台回馈核相成功信息，或通过移动通信通话方式确认核相成功；

所述的核相发起端接收到核相成功信息并显示该核相成功信息；再选取下一相，再次发起核相请求，重复上述过程，直至三相核相成功。

如果数传电台传输的、做过时序修正的信号相位与本端的信号相位的时序差≤±2ms，则认定是同相，否则认定是异相。

本发明采用上述技术方案，完全可以达到核相的预期要求，准确性高；可以通过多功能测试接口扩展其功能，通过配套各种设备的三相电压信号采样装置，在不停电情况下对电缆和设备进行远程的核相和验电测试；采用无接触手段保证了设备及人员的安全；无线信号抗干扰能力突出，体积小，使用方便，它的技术应用推广必定大大提高工作效率和服务质量。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中的感应取电压原理图；

图3为本发明中的无线探头的结构示意图；

图4为数传电台传输的相位和本端的相位比较图；

图5为本发明中的电缆远程核相装置的电路原理图。

图中标记为：

1、远程核相仪，2、核相发起端，3、核相判断端，4、电压波形整形电路，5、核相发起模块，6、发起端数传电台，7、判断端数传电台，8、核相判断模块，9、试电孔。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图所表达的本发明的结构，为一种电缆线路远程核相装置。为了解决在本说明书背景技术部分所述的目前公知技术存在的问题并克服其缺陷，实现电缆带电运行情况下的电缆线路的远程核相和验电的发明目的，本发明采取的技术方案为：

如图1所示，发明所提供的电缆线路远程核相装置设有远程核相仪1，所述的远程核相仪1包括核相发起端2和核相判断端3，所述的核相发起端2设有电压取样结构、电压波形整形电路4、核相发起模块5和发起端数传电台6；所述的核相判断端设有电压取样结构、电压波形整形电路4、核相判断模块8和判断端数传电台7；所述的发起端数传电台6与判断端数传电台7通过无线通讯电路连接。

电缆远程核相装置的电路原理如图5所示。图中对应相位(AVCC、BVCC、CVCC)带电时，LED指示灯亮(DA2、DB2、DC2)。通过拨码开关(JP1)选取其中一相开始核相，正在核相的指示灯亮(DA1、DB1、DC1之一)，该相的信号整形后的方波信号的上升沿为触发信号，通过串口(COM1)发送同步信号。核相成功则指示灯D3亮。

本发明应用无线数字信号对比技术，应用电压波形整形电路、核相发起模块、核相判断模块及数传电台，进行电信号的采集，并进行远程的无线信号传输、分析、判断，对电缆的各相进行核对和区分，满足了电力施工作业的需求。

通过对本发明提供的核相装置进行比较全面的性能测试和分组实验，表明本发明具有以下特点：

1、核相准确率高，携带方便；

2、抗干扰能力强，测试距离大；

3、安全性能高，功能可扩展。

通过专业电力实验室对该装置进行了电压分级测试，分别在输电电压的70％、90％、100％、110％、125％条件下测试，远程核相的准确率完全达到要求。

外来无线噪声干扰情况下的测试亦达到预期设定要求，核相准确率符合要求。

本发明的上述装置亦配备多功能接口，可以对电缆分置设备，环网柜等设备进行核相，适用范围广。

上述三种电压取样方法不仅可以用于核相，也可以用于带电测试，远程核相仪1能够检测到本端的对应相位方波信号，则判断该线路带电。

所述的发起端数传电台6和判断端数传电台7的功率均为5W。5W的数传电台能保证10km的有效通信距离。

以下是本发明的电压取样的实施示例：

实施例一：

当配电网采用欧式环网柜分支箱时，所述的远程核相仪1直接从面板型带电显示器的试电孔9取得电压信号。

实施例二：

当配电网采用美式环网柜分支箱时，所述的远程核相仪1直接从单支型带电显示器的试电孔改成的电缆插拔头测试点取得感应电压信号。

实施例三：

对于架空线或者无试电孔的线路设备，所述的远程核相仪1采用短距离无线探头测量相位，该无线探头采用感应取电压方式获取相位信息及线路带电信息；所述的远程核相仪1通过无线方式获得本端信号的相位，并实现远程核相。

安装探头时线路可以有绝缘层，但不能有屏蔽层。

感应取电压原理如下：

电场中电势相等的点构成等势面，在导线附近放置两个导体，则分处于两个等势面上，如图2所示，两个导体的电势差为：

U＝V2-V1

由以上公式可知，导线附近两点的电势差正比于导线的相电压，在导线附近放置两个导体则可以获得导线的相电压信息。使用该探头时只需把探头安置在导线附近，即可感应线路电压。

无线探头测量本端相位时，传输延时可以忽略不计。如图3所示。

为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的电缆线路远程核相装置采用的核相方法，其技术方案是：

所述的电压波形整形电路4将三相正弦电压波形信号整形为50Hz方波信号；

在所述的核相发起端2：所述的核相发起模块5选取其中一相的方波信号的上升沿为触发信号，所述的发起端数传电台6经过延时时间t1后输出触发信号，每20ms出现一次触发信号，所述的t1的数值由所述的发起端数传电台6的性能参数决定；

在所述的核相判断端3：所述的判断端数传电台7收到该触发信号，所述的核相判断模块8对该触发信号再做t2延时；t1+t2满足20ms的整数倍，保证接收到的信号与原始信号在相位时序上误差尽可能小；经延时处理后的触发信号与核相判断端3的三相触发信号做时序上的比较，时序差最小的判断为同相；并通过所述的判断端数传电台7回馈核相成功信息，或通过移动通信通话方式确认核相成功；

所述的核相发起端2接收到核相成功信息并显示该核相成功信息；再选取下一相，再次发起核相请求，重复上述过程，直至三相核相成功。

如果数传电台传输的、做过时序修正的相位与本端的相位的时序差≤±2ms，则认定是同相，否则认定是异相。

如图4所示，核相时，远程核相仪1只需比较数传电台传输的相位(即图中的信号A)和本端的相位(即图中的信号B)，由于三相电路的相位时序间隔为6.667ms，如果数传电台传输的相位(在做过时序修正后)与本端的相位的时序差(图中的Φ)为±2ms，可以认为是同相，否则是异相。

通过测试及对其原理和实验性能的总结，证明本发明的装置和方法完全可以达到预期要求，准确性高，特别是可扩展功能(多功能测试接口)，可以配套各种设备的三相电压信号采样装置，在不停电情况下对电缆和设备进行核相测试。采用无接触手段保证了设备及人员的安全。无线信号抗干扰能力突出，体积小，使用方便，它的技术应用推广必定大大提高工作效率和服务质量。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电缆线路远程核相装置，其特征在于：所述的电缆线路远程核相装置设有远程核相仪(1)，所述的远程核相仪(1)包括核相发起端(2)和核相判断端(3)，所述的核相发起端(2)设有电压取样结构、电压波形整形电路(4)、核相发起模块(5)和发起端数传电台(6)；所述的核相判断端设有电压取样结构、电压波形整形电路(4)、核相判断模块(8)和判断端数传电台(7)；所述的发起端数传电台(6)与判断端数传电台(7)通过无线通讯电路连接。

2.按照权利要求1所述的电缆线路远程核相装置，其特征在于：当配电网采用欧式环网柜分支箱时，所述的远程核相仪(1)直接从面板型带电显示器的试电孔(9)取得电压信号。

3.按照权利要求1所述的电缆线路远程核相装置，其特征在于：当配电网采用美式环网柜分支箱时，所述的远程核相仪(1)直接从单支型带电显示器的试电孔改成的电缆插拔头测试点取得感应电压信号。

4.按照权利要求1所述的电缆线路远程核相装置，其特征在于：对于架空线或者无试电孔的线路设备，所述的远程核相仪(1)采用短距离无线探头测量相位，该无线探头采用感应取电压方式获取相位信息及线路带电信息；所述的远程核相仪(1)通过无线方式获得本端的相位，并实现远程核相。

5.按照权利要求1所述的电缆线路远程核相装置，其特征在于：所述的发起端数传电台(6)和判断端数传电台(7)的功率均为5W。

6.按照权利要求1至5中任一项所述的电缆线路远程核相装置采用的核相方法，其特征在于：

所述的电压波形整形电路(4)将三相正弦电压波形信号整形为50Hz方波信号；

在所述的核相发起端(2)：所述的核相发起模块(5)选取其中一相的方波信号的上升沿为触发信号，所述的发起端数传电台(6)经过延时时间t1后输出触发信号，每20ms出现一次触发信号，所述的t1的数值由所述的发起端数传电台(6)的性能参数决定；

在所述的核相判断端(3)：所述的判断端数传电台(7)收到该触发信号，所述的核相判断模块(8)对该触发信号再做t2延时；t1+t2满足20ms的整数倍，保证接收到的信号与原始信号在相位时序上误差尽可能小；经延时处理后的触发信号与核相判断端(3)的三相触发信号做时序上的比较，时序差最小的判断为同相；并通过所述的判断端数传电台(7)回馈核相成功信息，或通过移动通信通话方式确认核相成功；

所述的核相发起端(2)接收到核相成功信息并显示该核相成功信息；再选取下一相，再次发起核相请求，重复上述过程，直至三相核相成功。

7.按照权利要求6所述的核相方法，其特征在于：如果数传电台传输的、做过时序修正的信号相位与本端的信号相位的时序差≤±2ms，则认定是同相，否则认定是异相。

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