CN103884924A - 低压电缆核相装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低压电缆核相装置，包括核相模块、通信模块、电源、第一测试夹和第二测试夹，其中：所述电源用于供电；所述核相模块包括测试接口电路、单片机和指示装置；所述单片机连接所述测试接口电路和指示装置；所述测试接口电路通过所述第一测试夹和第二测试夹与被测电缆相接；所述通信模块包括发射装置和接收装置；所述发射装置通过所述第一测试夹或者第二测试夹连接被测电缆。本发明利用低压电缆直接通信，使得两端人员互相了解对方即使工作状态，做到有效提示，避免出错。

Description

低压电缆核相装置

技术领域

本发明涉及一种用于电力系统的核相装置。

背景技术

电力系统，即三相交流供电系统，正常运行时其三相之间有一个固定的相位差，并且三相电流有固定的先后顺序，人为规定好相序后，所有设备的电气连接都必须按照此顺序。如果三相电缆相序安装错误，在低压侧接三相电动机时有可能造成电动机反转，当这部分设备与其他带电设备并列或合环时，会产生很大的电流，巨大的电流会造成电气设备损坏，甚至爆炸造成人身伤害。因此，电缆安装时核对相序非常重要。

目前，电缆安装施工中一般采用对地电阻法，其操作步骤为：1）解开主测试电缆线路上的三相短路接地线、对方测试点（线路末端）分相接好短路接地线并对地绝缘。2）按A、B、C相顺序进行如下操作（以A相为例）；通知线路末端的A相接地，B、C两相开路，在得到回应后，主测试点兆欧表测得零阻值的相即位对应的同一相；分别测量另两项的对地绝缘电阻。3）三相对应轮换核对完毕后，将线路两端短路接地。

而在电缆安装完毕后进行验收工作时，通常采用万用表与短接线的方法，对电缆的相位以及电缆主绝缘是否完好进行验证，步骤为：1）电缆两端金属屏蔽层接地、三相开路、万用表欧姆档。2）主测试端：万用表正极接地、负极分别接电缆三相，验证电缆对地绝缘电阻是否完好。3）主测试端：万用表正负极两两短接电缆三相，验证电缆相间绝缘电阻是否完好。4）主测试端：万用表按照电缆相色以AB、AC、BC的顺序两两短接；对端：接到主测试端通知，用短接线短接相应的两相电缆，验证电缆相位是否正确。

上述整个电缆测试过程中，均需要电缆两端工作人员随时沟通，通信方式主要为手机或对讲机。有时候，由于配电间或环网站处于地下，或因为建筑结构和位置因素，造成无线信号的屏蔽，导致核相工作人员之间联系困难。在遇到通信困难时，通常使用多个对讲机，通过多名工作人员逐级转告的方式沟通。显然，这样存在效率低、成本高以及容易出错等缺陷。

发明内容

本发明针对低压电力电缆的核相工作提供一种核相装置，利用低压电缆直接通信，使得两端人员互相了解对方即使工作状态，做到有效提示，避免出错。

实现上述目的的技术方案是：

一种低压电缆核相装置，在被测电缆两端各接一个核相装置，所述核相装置包括核相模块、通信模块、电源、第一测试夹和第二测试夹，其中：

所述电源用于给所述核相模块和通信模块供电；

所述核相模块包括测试接口电路、单片机和指示装置；所述单片机连接所述测试接口电路和指示装置；所述测试接口电路通过所述第一测试夹和第二测试夹与被测电缆相接；

所述单片机，一方面产生测试信号，经过所述测试接口电路匹配电平，为直流核相测量提供电压；另一方面，通过所述测试接口电路获取被测电缆上的检测电压，根据检测电压的性质判断两端电缆是否同相，并控制所述指示装置给予提示；

所述通信模块包括发射装置和接收装置；

所述发射装置通过所述第一测试夹或者第二测试夹连接被测电缆，利用低频调幅载波把语音信号通过电缆传输至被测电缆另一端；

所述接收装置接收另一端传输过来的信号，并解调出语音信号。

上述的低压电缆核相装置中，被测电缆两端的两个核相装置提供电压值不同、电极相反的两个直流核相测量用电压。

上述的低压电缆核相装置中，所述指示装置包括短路指示灯、正接指示灯、反接指示灯、发射控制指示灯、电源指示灯以及蜂鸣器，其中：

所述短路指示灯亮起，并伴有蜂鸣器不间断声音提示，表示被测电缆主绝缘损坏；

所述正接指示灯亮起，伴有蜂鸣器间歇性的声音提示，表示正接；

所述反接指示灯亮起，伴有蜂鸣器一长一短的间歇性声音提示，表示反接；

所述电源指示灯闪烁，表示需要更换所述电源；

所述发射控制指示灯亮起，表示核相装置处于语音发送状态。

上述的低压电缆核相装置中，所述发射装置包括依次串接的话筒、第一放大器、调制器、高频放大电路和第一天线，第一天线通过所述第一测试夹或者第二测试夹连接被测电缆；所述高频放大电路和所述单片机相接；

所述单片机控制所述高频放大电路启/闭，所述话筒将语音转换为电信号，经所述第一放大器放大，再经所述调制器调制到200KHz±50KHz的载波上，再经所述高频放大电路高频放大后，通过所述第一测试夹或者第二测试夹传送给电缆。

上述的低压电缆核相装置中，所述接收装置包括依次串接的喇叭、第二放大器、解调器、接收放大电路和第二天线；

所述接收放大电路将经由所述第二天线接收到的信号放大，再经过所述解调器解调为语音信号，再经过所述第二放大器放大后，推动所述喇叭发声。

本发明的有益效果是：本发明利用低压电缆本体作为通信媒介，在无线信号屏蔽或严重干扰的条件下，能让电缆两端的工作人员直接通信，不需要中间环节转达，利用声光信号，使电缆两端人员均能了解对方的即时工作状态，做到有效提示，避免出错；并且，本发明可辅助验收工作，对电缆绝缘电阻的完好性进行验证。

附图说明

图1是本发明的核相装置与电缆两端的连接示意图；

图2是本发明的基本原理示意图；

图3是本发明的核相装置结构示意图；

图4是本发明中核相模块的结构示意图；

图5是本发明中发射装置的结构示意图；

图6是本发明中接收装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

为实现核相目的，需要两个本发明的核相装置，接在电缆两端，如图1所示。同时，本发明采用低压直流方式，利用两个电压不同、电极相反的电源，根据基尔霍夫定律得到各不同的交汇点电压的方式，从而判断出此时两个核相装置之间的连接状态，如图2所示，分处电缆两端的两个核相装置输出电压值不同且电极相反的电源12V和5V。

请参阅图3，本发明的低压电缆核相装置，包括核相模块1、通信模块2、用于供电的电源3、第一测试夹4和第二测试夹5，其中：

请参阅图4，核相模块1包括测试接口电路11、单片机12和指示装置13；单片机12连接测试接口电路11和指示装置13；测试接口电路11通过第一测试夹4和第二测试夹5与被测电缆相接，单片机12产生测试信号，经过测试接口电路11匹配到合适的电平，为直流核相测量提供电压（本实施例中，为12V和5V）。核相时，单片机12通过测试接口电路11获取被测电缆上的检测电压，单片机12根据获取的检测电压的性质自动判断两端电缆是否同相，并控制指示装置13给予提示。

指示装置13包括短路指示灯、正接指示灯、反接指示灯、发射控制指示灯、电源指示灯以及蜂鸣器，其中：

短路指示灯：亮起，并伴有蜂鸣器不间断声音提示，表示被测电缆主绝缘损坏（单相/相间），即：外设电路出现短路，在图2中，表现为：A/B短接，或C/D短接；

正接指示灯：亮起，伴有蜂鸣器间歇性的声音提示，表示正接：两端的第一测试夹4相互对应了，两端的第二测试夹5相互对应了。在图2中，表现为：A接C，B接D；

反接指示灯：亮起，伴有蜂鸣器一长一短的间歇性声音提示，表示反接：一端的第一测试夹4对应了另一端的第二测试夹5，一端的第二测试夹5对应了另一端的第一测试夹4。在图2中，表现为：A接D，B接C；

电源指示灯：闪烁时，表示电压不足，需要更换电源3；

发射控制指示灯：需要语音联系另一端时，按下语音键，此时发射控制指示灯亮起，表示核相装置处于语音发送状态，在下列介绍通信模块2时会加以说明。

众所周知，无线通信的原理：当导线中加上一个交变电信号时，导线周围会产生一个磁场，把导线中的电信号向周围辐射。信号频率越高，辐射能力就越强，但是也更容易被周围的导体或大地吸收。地下室等密闭空间无法用手机或对讲机进行通信就是因为手机或对讲机的高频信号被阻隔或被大地吸收造成的。信号通过导线传播，频率越低越容易传播到更远的地方。然而频率越低向周围空间辐射的能力也就越差，过低的频率也就无法实现无线通信。当既要利用导线传送语音信号，又要利用辐射特性实现无线通信功能。选取一个合适的频率尤为重要，经过理论分析和实验，本发明选取200KHz±50KHz作为载波频率，利用连接电缆作为电波传导载体，同时利用电波的辐射性质，借此实现配电间之间一定范围内的无线语音通信。这样可以实现接收模块在一定的距离内无接触或交错接触的方式接收到发送模块的语音信号，从而实现对讲功能。

请参阅图5和图6，通信模块2包括发射装置21和接收装置22；

发射装置21包括依次串接的话筒211、第一放大器212、调制器213、高频放大电路214、第一天线215和天线夹216，天线夹216夹在被测电缆上，天线夹216可以省略，用第一测试夹4或者第二测试夹5代替，即：通信模块2与核相模块1共用一个测试夹；高频放大电路214和单片机12相接；当按下语音键时，单片机12控制高频放大电路214工作，话筒将语音转换为电信号，经过放大后调制到200KHz±50KHz的载波上，再经高频放大后的信号通过天线夹216传送给电缆，并通过电缆传输到另一端，有一部分信号通过电缆桩头辐射、散布到空中，从而可以被另一端的接收装置22所接收。

接收装置22包括依次串接的喇叭221、第二放大器222、解调器223、接收放大电路224和第二天线225；接收装置22接收到信号后经放大，解调为语音信号再经过第二放大器222放大后，推动喇叭221发声。当然，接收装置22也可以包括天线夹，夹到被测电缆上。

语音发布端利用低频调幅载波把语音信号通过电缆传输，语音接收端利用成品调幅收音机接收并调制出语音信号。由于选取的低频频率既有在电缆中优良的传导能力，又具有一定的向空中辐射的能力，所以在核相过程中发送端线夹只要接上任意一根通往语音信号接收端的电缆即可，而接收装置在离线柜的一定距离内（10m）都可以收到信号。

核相装置的操作如下：

1）将接收装置22的天线夹夹到任一被测试电缆上，推荐夹在地线上。打开接收机，调节到对方核相装置的发射频率上，调整合适音量，等待接收信号。

2）打开核相装置，将第一、第二测试夹4、5任意夹在被测线缆上，此时可以通过按语音键实现两台核相装置之间的通信。

3）保持第一端核相装置的测试夹位置固定不变，通过语音对讲的方式变换第二端的测试夹，根据双方核相装置上的声光指示，就可以得到核相的结果。

4）按顺序变换第一端核相装置的测试夹位置，再重复步骤3的操作，即可测试出结果。

综上，本发明主要针对380V电力电缆验收时的相位核对与主绝缘测试。亦可辅助380V电力电缆的安装工作。提高工作效率，保障工作人员的人身安全。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (5)

1.一种低压电缆核相装置，在被测电缆两端各接一个核相装置，其特征在于，所述核相装置包括核相模块、通信模块、电源、第一测试夹和第二测试夹，其中：

所述电源用于给所述核相模块和通信模块供电；

所述核相模块包括测试接口电路、单片机和指示装置；所述单片机连接所述测试接口电路和指示装置；所述测试接口电路通过所述第一测试夹和第二测试夹与被测电缆相接；

所述单片机，一方面产生测试信号，经过所述测试接口电路匹配电平，为直流核相测量提供电压；另一方面，通过所述测试接口电路获取被测电缆上的检测电压，根据检测电压的性质判断两端电缆是否同相，并控制所述指示装置给予提示；

所述通信模块包括发射装置和接收装置；

所述发射装置通过所述第一测试夹或者第二测试夹连接被测电缆，利用低频调幅载波把语音信号通过电缆传输至被测电缆另一端；

所述接收装置接收另一端传输过来的信号，并解调出语音信号。

2.根据权利要求1所述的低压电缆核相装置，其特征在于，被测电缆两端的两个核相装置提供电压值不同、电极相反的两个直流核相测量用电压。

3.根据权利要求1或2所述的低压电缆核相装置，其特征在于，所述指示装置包括短路指示灯、正接指示灯、反接指示灯、发射控制指示灯、电源指示灯以及蜂鸣器，其中：

所述短路指示灯亮起，并伴有蜂鸣器不间断声音提示，表示被测电缆主绝缘损坏；

所述正接指示灯亮起，伴有蜂鸣器间歇性的声音提示，表示正接；

所述反接指示灯亮起，伴有蜂鸣器一长一短的间歇性声音提示，表示反接；

所述电源指示灯闪烁，表示需要更换所述电源；

所述发射控制指示灯亮起，表示核相装置处于语音发送状态。

4.根据权利要求1或2所述的低压电缆核相装置，其特征在于，所述发射装置包括依次串接的话筒、第一放大器、调制器、高频放大电路和第一天线，第一天线通过所述第一测试夹或者第二测试夹连接被测电缆；所述高频放大电路和所述单片机相接；

所述单片机控制所述高频放大电路启/闭，所述话筒将语音转换为电信号，经所述第一放大器放大，再经所述调制器调制到200KHz±50KHz的载波上，再经所述高频放大电路高频放大后，通过所述第一测试夹或者第二测试夹传送给电缆。

5.根据权利要求1或2所述的低压电缆核相装置，其特征在于，所述接收装置包括依次串接的喇叭、第二放大器、解调器、接收放大电路和第二天线；

所述接收放大电路将经由所述第二天线接收到的信号放大，再经过所述解调器解调为语音信号，再经过所述第二放大器放大后，推动所述喇叭发声。

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