CN102636723A - 一种变电站的二次校线方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站的二次校线方法，包括：a、在需校正的一根电缆中，任意选定一个线芯做公共端，在除该公共端外的每个线芯的端部，分别反向串联根据预设的使用规则编号、且同一导通方向的二极管；b、使用万用表的电流档测试每个线芯的电流值，根据不同线芯的电流值测量结果，确定相应电流值测量结果对应的线芯号，并采取相应的校正措施。本发明所述变电站的二次校线方法，可以克服现有技术中受环境影响大与准确率低等缺陷，以实现受环境影响小与准确率高的优点。

Description

一种变电站的二次校线方法

技术领域

本发明涉及电网建设技术领域，具体地，涉及一种变电站的二次校线方法。

背景技术

目前，随着新疆电网建设规模的不断扩大，所需的人力资源也不断增加，在变电站建设过程中，二次接线校线一直是人力较为密集的一个项目。

在传统的二次校线方法中，要求点对点校线时需两个人手持对讲机，运用万用表进行校线工作。这种方法要求周围噪音较低，沟通无误才能做到，但在现场施工过程中，周围环境较差、噪音较大，极易产生沟通错误。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在受环境影响大与准确率低等缺陷。 

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种变电站的二次校线方法，以实现受环境影响小与准确率高的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种变电站的二次校线方法，包括：

a、在需校正的一根电缆中，任意选定一个线芯做公共端，在除该公共端外的每个线芯的端部，分别反向串联根据预设的使用规则编号、且同一导通方向的二极管；

b、使用万用表的电流档测试每个线芯的电流值，根据不同线芯的电流值测量结果，确定相应电流值测量结果对应的线芯号，并采取相应的校正措施。

进一步地，在步骤a之前，还包括：

选用直流电源，并设置与所选直流电源相匹配的电源稳压模块及电源报警模块，使直流电源稳压供电；其中：

所述电源稳压模块，用于重新整定输出电压，使直流电源输出电压稳定，杜绝因电压变化而产生电流变化的情况；

所述电源报警模块，用于在直流电源的电压不够实现稳压整定时，及时报警，提醒操作人员及时更换直流电源；例如，电源报警模块可以为指示灯或蜂鸣器，在直流电源的电压不够实现稳压整定时，电源报警模块可以发出报警光或报警声，提示操作人员及时更换直流电源（如锂电池）。

进一步地，在步骤a之前，还包括：

校正时，将需校正电缆的始端接线端子取下，与测量工具上的0~9相对应编号，按线芯号由大到小排列，压紧始端接线端子，并将电缆号、方头号与制作的测量工具上的端子记号一一对应记录；需校正电缆的末端接线端子为测量端。

进一步地，在步骤a中，在每个线芯、二极管与公共端组成的回路中，还串联有用于防止二极管反向特性时反向电流过大而损坏二极管的限流电阻；每个限流电阻，串联在相应二极管的阳极与公共端之间，每个限流电阻与相应的二极管及电源稳压模块形成一条测量支路；

所述直流电源、电源开关与电源稳压模块依次串联，电源报警模块与电源稳压模块并联，形成供电支路，该供电支路并联与各测量支路并联；

将被校正电缆中的线芯，按线芯号与相应的测量支路一一对应；选定公共端，打开电源开关，组成测量回路；在测量回路中，调整相应限流电阻的阻值，使该限流电阻在锂电池提供的电压下与公共端组成的回路所产生的需要的电流，并作为标准在以后不同的校线工作中使用。

进一步地，当在220kV变电站施工校线时，校线装置所用直流电源的电压U≥7.5V；当在750kV变电站施工校线时，校线装置所用直流电源的电压U≥9V。

进一步地，步骤b具体包括：

b1、使用万用表的电流档，正反测试任意两个串有二极管的线芯组成的测量回路，若均不导通，则表明每个线芯与公共端组成的测量回路都导通。

进一步地，步骤b具体包括：

b2、使用万用表的电流档，正向测试任意两个线芯，当正向测量结果不显示电流值时，反向测该两个线芯，若反向测量结果仍不显示电流值时，则确定该两个线芯均不是公共端。

进一步地，步骤b具体包括：

b3、使用万用表的电流档，正向测试任意两个线芯，当正向测量结果为显示电流值时，在不存在接地或断路的情况下，则确定公共端线芯与被测量线芯导通；

根据预先记录的线芯号确定公共端线芯，则另一个线芯为所测端子；同时，结合线芯号或由小到大相互对应的规定，将预先记录的始端方头号对应套上末端；该始端方头号为电缆已接线端的方头号；

b4、使用万用表的电流档，正向测试任意两个线芯，当正向测量结果为电流导通时，在不存在接地或断路的情况下，则确定公共端线芯与被测量线芯导通；

根据预先记录的线芯号确定公共端线芯，则另一个线芯为所测端子；同时，结合线芯号或由小到大相互对应的规定，将预先记录的线芯号对应套上末端。

进一步地，步骤b具体包括：

b5、使用万用表的电流档，正向测试任意两个线芯，若公共端线芯与除公共端线芯之外的任何线芯均不产生数值，则证明电缆放错，应取出重放。

进一步地，在步骤b中使用万用表的电流档测试之前，还包括：将任何电缆都将1号或0号线芯默认为公共端，不予接入端子中。

本发明各实施例的变电站的二次校线方法，由于包括：在需校正的一根电缆中，任意选定一个线芯做公共端，在除该公共端外的每个线芯的端部，分别反向串联根据预设的使用规则编号、且同一导通方向的二极管；使用万用表的电流档测试每个线芯的电流值，根据不同线芯的电流值测量结果，确定相应电流值测量结果对应的线芯号，并采取相应的校正措施；可以利用二极管的单项导通性，实现对电流回路导通性的选择，再通过对变量的标定，实现对导线的判别；从而可以克服现有技术中受环境影响大与准确率低的缺陷，以实现受环境影响小与准确率高的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为锗二极管伏安特性曲线示意图；

图2为硅二极管伏安特性曲线示意图；

图3为根据本发明变电站的二次校线方法中电流测试回路的工作原理示意图；

图4为本发明实施例中电源稳压模块的电气原理示意图；

图5为本发明实施例中电源报警模块的电气原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明实施例，如图1-图5所示，提供了一种变电站的二次校线方法。如图3所示，本实施例包括：

步骤1：校正前，选用直流电源，并设置与所选直流电源相匹配的电源稳压模块及电源报警模块，使直流电源稳压供电；其中：

电源稳压模块，用于重新整定输出电压，使直流电源输出电压稳定，杜绝因电压变化而产生电流变化的情况；

电源报警模块，用于在直流电源的电压不够实现稳压整定时，及时报警，提醒操作人员及时更换直流电源；例如，电源报警模块可以为指示灯或蜂鸣器，在直流电源的电压不够实现稳压整定时，电源报警模块可以发出报警光或报警声，提示操作人员及时更换直流电源（如锂电池）；

校正时，将需校正电缆的始端接线端子取下，与测量工具上的0~9相对应编号，按线芯号由大到小排列，压紧始端接线端子，并将电缆号、方头号与制作的测量工具上的端子记号一一对应记录；需校正电缆的末端接线端子为测量端；

步骤2：在需校正的一根电缆中，任意选定一个线芯做公共端，在除该公共端外的每个线芯的端部，分别反向串联根据预设的使用规则编号、且同一导通方向的二极管；

在步骤2中，在每个线芯、二极管与公共端组成的回路中，还串联有用于防止二极管反向特性时反向电流过大而损坏二极管的限流电阻；每个限流电阻，串联在相应二极管的阳极与公共端之间，每个限流电阻与相应的二极管及电源稳压模块形成一条测量支路；

将上述直流电源、电源开关与电源稳压模块依次串联，电源报警模块与电源稳压模块并联，形成供电支路，该供电支路并联与各测量支路并联；

将被校正电缆中的线芯，按线芯号与相应的测量支路一一对应；选定公共端，打开电源开关，组成测量回路；在测量回路中，调整相应限流电阻的阻值，使该限流电阻在锂电池提供的电压下与公共端组成的回路所产生的需要的电流，并作为标准在以后不同的校线工作中使用；当在220kV变电站施工校线时，校线装置所用电池的电压U≥7.5V；当在750kV变电站施工校线时，校线装置所用电池的电压U≥9V；

步骤3：使用万用表的电流档测试每个线芯的电流值，根据不同线芯的电流值测量结果，确定相应电流值测量结果对应的线芯号，并采取相应的校正措施。

在上述实施例中，步骤3具体包括：

⑴使用万用表的电流档，正反测试任意两个串有二极管的线芯组成的回路，若均不导通，则表明每个线芯与公共端组成的回路都导通；

⑵使用万用表的电流档，正向测试任意两个线芯，当正向测量结果不显示电流值时，反向测该两个线芯，若反向测量结果仍不显示电流值时，则确定该两个线芯均不是公共端；

⑶使用万用表的电流档，正向测试任意两个线芯，当正向测量结果为显示电流值时，在不存在接地或断路的情况下，则确定公共端线芯与被测量线芯导通；

根据预先记录的线芯号确定公共端线芯，则另一个线芯为所测端子；同时，结合线芯号或由小到大相互对应的规定，将预先记录的始端方头号对应套上末端；该始端方头号为电缆已接线端的方头号；

⑷使用万用表的电流档，正向测试任意两个线芯，当正向测量结果为电流导通时，在不存在接地或断路的情况下，则确定公共端线芯与被测量线芯导通；

根据预先记录的线芯号确定公共端线芯，则另一个线芯为所测端子；同时，结合线芯号或由小到大相互对应的规定，将预先记录的线芯号对应套上末端；

⑸使用万用表的电流档，正向测试任意两个线芯，若公共端线芯与除公共端线芯之外的任何线芯均不产生数值，则证明电缆放错，应取出重放。

在上述实施例中，在步骤3中，为保证校线的顺利实施，进一步简化工作，可在默认任何电缆都将1号或0号线芯默认为公共端，不予接入端子中。

在图3中，A与B分别为电源稳压模块与电源报警模块，在实际操作过程中，可以发现，当使用直流电源（如锂电池或干电池）工作一段时间后，电压将会有明显的下降，致使电流变化较大，甚至已经无法满足现场使用，故发现在使用时必须加入电源稳压模块及电源报警模块，否则根本无法实现判别，于是，可以加入如图4所示的基于LM317的电源稳压模块、以及如图5所示的电源报警模块。

在图4中，R1阻值应小于240Ω，用调整R2/R1的值实现调整Vout输出电压，获得稳定的直流电压源。通过对稳压电路，LM317的输出可调电压范围为1.25V-37V，即LM317的工作电压为1.25V，基于稳压电路必须必输出电压高1.25V-2V，故此时将稳压后的电压设定为3.7V（建议不低于3.7V，实际测量时发现，电压若低于3.7V时，由于导线电阻的存在，将使电流实际测量偏差大于8%，降低准确性；并且此为试验制作，故在制作时考虑电源电压为6V，稳压输出电压为3.7V，即四节干电池，如果推广使用，建议稳压输出为6V，电源电压为9V，以延长使用时限，据估算，使用9V的电源能够基本完成一个220kV整装站的校线工作）。

在图5中，6V为电源电压，根据LM317特性可知，如果稳压输出为3.7V，要使稳压输出在低于3.7V时报警，需要将电源报警模块的报警电压设置为                                                

=3.7V+1.3V=5V（工作电压范围为1.25V-2V，这里取1.3V），故比较电压为5V，故根据图5所示的电路特性可知，LM393正端接入为电源电压，即检测电压，负端为比较电压5V，故需使R1：R2=1:5，这里取R1=1KΩ，R2=5kΩ，当比较值小于5V时，LM393输出低电平，LED灯点亮，实现电源报警。

上述实施例的变电站的二次校线方法，包含三个核心模块：最重要的是电源稳压模块，其次是电源报警模块，再次是测量模块；利用的是二极管回路的单向导通作为原理，使用万用表测试电流同时配合规定的使用方法，实现对电流回路导通性的选择，再通过对变量的标定，实现对导线的判别，来达到判断线芯号的目的；其测量原理是在一根电缆中任意选定一个线芯做公共端，其他线芯均串同一方向的二极管，此时，使用万用表电流档来测试电流值，通过不同的电流值来表达确定线芯号，在保证准确率的情况下将周围环境影响降至最低。

其中，对二极管施加正向偏置电压时，则二极管中就有正向电流通过（多数载流子导电），随着正向偏置电压的增加，开始时，电流随电压变化很缓慢，而当正向偏置电压增至接近二极管导通电压时(锗管为0.2V左右，硅管为 0.7V左右)，电流急剧增加，二极管导通后，电压的少许变化，电流的变化都很大。

对上述二种器件施加反向偏置电压时，二极管处于截止状态，其反向电压增加至该二极管的击穿电压时，电流猛增，二极管被击穿，在二极管使用中应竭力避免出现击穿观察，这很容易造成二极管的永久性损坏。所以在做二极管反向特性时，应串入限流电阻，以防因反向电流过大而损坏二极管。二极管伏安特性曲线示意图，参见图1和图2。

由上可知，通过使用二极管和电阻串联能够实现回路的单向导通。如果同时做数个或者数十个此种回路，再选定公共端，则可以实现在众多回路中一次只导通一个的功能。其次，两种类型二极管的导通电压为0.2V和0.7V，且电压变化量较小，电阻和电流变化较大，也就是说通过控制电阻或电流两个变量可以显示他导通性能，一般市场上销售的二极管为硅二极管。经分析二极管特性和实际测试可知，二极管的电阻为非线性电阻，在使用DT9205万用表测试过程中可以发现，测量电阻时，电阻会随着选定不同档的变化而变化，其差为异数倍至数百倍，变化范围极大，将二极管与电阻焊接组成回路后使用任意一档调试测试电阻，发现以下结果：

远远超出量程，无法测量电阻；

电阻值太小，无法对电阻进行分级；

（3）在部分档测试时发现，由于二极管电阻值过大，限制了可调范围，最小值和最大值之间无法进行分级。

由上得出结论，由于二极管非线性电阻特性的存在，无法使用万用表标定合适的电阻值。转而分析电流特性，经实际测试发现，使用万用表电流档时，其电流较为固定，不会随着测量档的变化而变化，故选定电流作为标定值。

具体实施时，在上述实施例中，测量回路的设计思路如下：（1）在一根电缆中任意选定一个线芯做公共端，其他线芯均反串二极管，此时，使用万用表电流档正反测任意两根串有二极管线芯组成的回路，都不通，每根线与公共端组成的回路都导通；

（2）基本回路图，参见图3：

左端为电阻二极管组成的9个回路，从上到下都压接到端子排1-9端子之中；10号端子所接回路为公共端，回路中串接4节南孚干电池，电池电压1节为1.5V，四节为6V；图右端为测量端，用1-9任意一个回路与公共端串接万用表所用；

（3）使用规则：

使用规则需提前制定：在测量时，可以规定，将1号线芯压入1号端子，同理往下，9号线芯压入9号端子；选定其他任意线芯做公共端，左侧压接完毕后，使用右侧测试时，依靠电流值判断线芯号，规定1mA对应1号线芯，则2mA对应2号线芯，依次往下对电流进行分级，则9mA对应9号线芯，在校线前将一头线芯按号全部压入所对应的端子之中，并将其上所套方头进行记录，然后在线的另一头进行测试，通过几轮回路测量判定公共端后，将公共端与任意线芯通过万用表串联，得出电流所对应的线芯号，然后将对应的方头号套上。

（4）制作方法：

选定电阻分别标示为R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9。。。。R20，然后每个电阻接1个二极管形成1条电路，将电缆中的线芯以线芯号一一对应与电路相连接，选定任意公共端，将其粘在锂电池所组成的电路上，然后开始调整电阻值，使其在锂电池的电压下与公共端组成的回路所产生的需要的电流，由欧姆定律可知，在接入4节干电池时（1节电压为1.5V，四节为6V；0.7V为二极管导通电压，3.7V为稳压输出电压，不随外界电压的改变而改变）：

当I1=1mA时，

，由此可得出下表1和表2。

表1：稳压输出3.7所对应的电阻值

表2：稳压输出9V所对应的电阻值

具体的校线方法可以为：

校线时，将所需校始端电缆接线取下，按线芯号由大到小排列，其顺序按测量工具上0~20相对应（端子无0，则为1~21），压紧端子，到另一端去测量，并将电缆号、方头号与制作的测量工具上的端子记号一一对应记录。然后去往另一端，用万用表测量任意2根线不显示电流值时则用表笔反侧，如反测后仍不显示电流值，则能够判断这两根线均不为公共线，当显示电流值时，可证明公共线芯与测量线芯导通（不存在接地或断路）！根据先前记录的线信号确定公共端线芯，则另一个根为所测端子，根据线芯号或由小到大相互对应的规定，则可以根据先前记录始端方头号对应套上末端。

在实际电流测量时，铜导线中的电阻也会影响电流的大小，不同的电阻值会影响到校线装置的电流从而产生误差，为保证精确率，我们对校线装置又做了进一步研究。

铜导线的电阻率在20℃时为0.0175 Ω ·

/m，目前大多数220kV户外中型布置的变电站中，最长的导线一般不会超过450米，在20℃时，取变电站常用的两种截面导线计算，其原始电阻如下（以下均不考虑导线可能产生的感抗）：

S=1.5

时：

电阻R=ρ1×L/S=0.0175×450/1.5=5.25Ω；

在任意温度T时刻，电阻值R=(1+(T-20)/255)*ρ1×L/S：(ρ1为20℃时电阻率)，由于校线时，导线导通时间较短，故不考虑导线升温，仅考虑环境温度，故取春夏两个极端温度：t=40℃时与t=-25℃可知电阻分别为：R=5.67Ω；R=4.32Ω。

同理；S=

时；

电阻R=ρ×L/S=0.0175×450/6=1.3Ω，t=40℃时与t=-25℃可知电阻分别为R=1.42Ω；R=1.08Ω。

对比表1-4可知，为保证电流准确率在±10%的范围内，对于220kV变电站，校线装置的电池电压U≥7.5V，稳压输出电压＞4V。

在750kV变电站中，同样取导线截面为1.5

和6

，按最长导线长度为1000m算，可得下面的表3。

表3：导线电阻值

同理可得，在750kV变电站施工校线时，校线装置电池电压U≥12V，稳压输出电压≥9V。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变电站的二次校线方法，其特征在于，包括：

a、在需校正的一根电缆中，任意选定一个线芯做公共端，在除该公共端外的每个线芯的端部，分别反向串联根据预设的使用规则编号、且同一导通方向的二极管；

b、使用万用表的电流档测试每个线芯的电流值，根据不同线芯的电流值测量结果，确定相应电流值测量结果对应的线芯号，并采取相应的校正措施。

2.根据权利要求1所述的变电站的二次校线方法，其特征在于，在步骤a之前，还包括：

选用直流电源，并设置与所选直流电源相匹配的电源稳压模块及电源报警模块，使直流电源稳压供电；其中：

所述电源稳压模块，用于重新整定输出电压；

所述电源报警模块，用于在直流电源的电压不够实现稳压整定时，及时报警，提醒操作人员及时更换直流电源。

3.根据权利要求1或2所述的变电站的二次校线方法，其特征在于，在步骤a之前，还包括：

校正时，将需校正电缆的始端接线端子取下，与测量工具上的0~9相对应编号，按线芯号由大到小排列，压紧始端接线端子，并将电缆号、方头号与制作的测量工具上的端子记号一一对应记录；需校正电缆的末端接线端子为测量端。

4.根据权利要求1或2所述的变电站的二次校线方法，其特征在于，在步骤a中，在每个线芯、二极管与公共端组成的回路中，还串联有用于防止二极管反向特性时反向电流过大而损坏二极管的限流电阻；每个限流电阻，串联在相应二极管的阳极与公共端之间，每个限流电阻与相应的二极管及电源稳压模块形成一条测量支路；

所述直流电源、电源开关与电源稳压模块依次串联，电源报警模块与电源稳压模块并联，形成供电支路，该供电支路并联与各测量支路并联；

将被校正电缆中的线芯，按线芯号与相应的测量支路一一对应；选定公共端，打开电源开关，组成测量回路；在测量回路中，调整相应限流电阻的阻值，使该限流电阻在锂电池提供的电压下与公共端组成的回路所产生的需要的电流，并作为标准在不同的校线工作中使用。

5.根据权利要求4所述的变电站的二次校线方法，其特征在于，当在220kV变电站施工校线时，校线装置所用直流电源的电压U≥7.5V；当在750kV变电站施工校线时，校线装置所用直流电源的电压U≥9V。

6.根据权利要求1或2所述的变电站的二次校线方法，其特征在于，步骤b具体包括：

b1、使用万用表的电流档，正反测试任意两个串有二极管的线芯组成的测量回路，若均不导通，则表明每个线芯与公共端组成的测量回路都导通。

7.根据权利要求1或2所述的变电站的二次校线方法，其特征在于，步骤b具体包括：

b2、使用万用表的电流档，正向测试任意两个线芯，当正向测量结果不显示电流值时，反向测该两个线芯，若反向测量结果仍不显示电流值时，则确定该两个线芯均不是公共端。

8.根据权利要求1或2所述的变电站的二次校线方法，其特征在于，步骤b具体包括：

b3、使用万用表的电流档，正向测试任意两个线芯，当正向测量结果为显示电流值时，在不存在接地或断路的情况下，则确定公共端线芯与被测量线芯导通；

根据预先记录的线芯号确定公共端线芯，则另一个线芯为所测端子；同时，结合线芯号或由小到大相互对应的规定，将预先记录的始端方头号对应套上末端；该始端方头号为电缆已接线端的方头号；

b4、使用万用表的电流档，正向测试任意两个线芯，当正向测量结果为电流导通时，在不存在接地或断路的情况下，则确定公共端线芯与被测量线芯导通；

根据预先记录的线芯号确定公共端线芯，则另一个线芯为所测端子；同时，结合线芯号或由小到大相互对应的规定，将预先记录的线芯号对应套上末端。

9.根据权利要求1或2所述的变电站的二次校线方法，其特征在于，步骤b具体包括：

b5、使用万用表的电流档，正向测试任意两个线芯，若公共端线芯与除公共端线芯之外的任何线芯均不产生数值，则证明电缆放错，应取出重放。

10.根据权利要求1或2所述的变电站的二次校线方法，其特征在于，在步骤b中使用万用表的电流档测试之前，还包括：将任何电缆都将1号或0号线芯默认为公共端，不予接入端子中。

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