CN105021892B - 一种智能电缆相位核对装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能电缆相位核对装置，包括相位核对发射仪和相位核对接收仪，所述相位核对发射仪包括第一电源模块、第一微控制器、操作模块、脉冲信号发射模块、驱动模块、脉冲开关电路及端口连接电路A，所述相位核对接收仪包括第二电源模块、第二微控制器、第二显示模块、第二声卡模块、信号检测模块和端口连接电路B。采用本发明装置进行相位核对，操作简单，工序环节少，不存在重复性工作，对相时间较短，减少了工作时间，有利于提高供电可靠性；相位核对过程中工作人员沟通方便；提高了测试工作人员的工作安全性。

Description

一种智能电缆相位核对装置

技术领域

本发明涉及一种相位核对装置，具体是一种应用在电力系统中的智能电缆相位核对装置。

背景技术

配网常用的10kV三芯电缆，由于存在中间接头、分支箱，导致电缆两端相位可能不对应，在改造施工过程中需要再次进行相位核对。在电力系统中，电缆两端相位正确与否，关乎着电力线路能否并列运行，电机旋转方向是否正确，如果相位不正确，会产生以下几种后果：(1)对于两条联络两个电源的线路，线路无法合环运行；(2)电缆两相相位接错时，用户侧的电动机出现反向旋转；(3)电缆三相相位接错时，双电源的用户无法并用双电源。因此，《电力设备交接和预防性试验标准》中明确规定：电缆线路在交接时、运行中重做接头或拆过终端引线时，都必须检查电缆线路的相位，确保其与两端电力系统设备相位一致。然而，现有的变电设备在线监测系统缺少专门的数据中继处理功能，导致监测装置监测到的数据无法安全可靠地与上级的调度控制单元以及下级的站端监测单元进行数据交换，并容易因数据传输的不稳定或不完整导致控制误动作，进而影响电网的安全稳定运行，造成不可避免的经济损失。

现有的电缆相位核对方法主要有万用表法、绝缘电阻表法、指示灯法等，然而上述核对电缆相位的方法，均需被测电缆两端的测试人员相互配合，反复沟通，对相方法繁杂，工序环节多，存在重复性工作，对相时间较长，增加了工作时间，不利于提高供电可靠性；相位核对需要电缆两端人员依靠对讲机或手机相互沟通配合，但对相工作多在城区闹市开展，环境嘈杂，影响两端人员有效沟通，有出错的可能；采用绝缘电阻表进行相位核对，电压一般为500V，1000V或1500V，测试电压较高，测试人员有触电风险。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种智能电缆相位核对装置，包括相位核对发射仪和相位核对接收仪，

所述相位核对发射仪包括第一电源模块、第一微控制器、操作模块、脉冲信号发射模块、驱动模块、脉冲开关电路及端口连接电路A，所述第一微控制器分别与所述第一电源模块、所述操作模块、所述脉冲信号发射模块连接，所述驱动模块与所述脉冲信号发射模块和所述脉冲开关电路连接，所述脉冲开关电路与所述端口连接电路A连接，所述第一微控制器用于向所述脉冲信号发射模块发送基准时间信号，触发所述脉冲信号发射模块根据预先设置的脉冲信号特性值产生相应的脉冲信号，并输出给所述驱动模块，所述驱动模块将所述脉冲信号转换为加在所述脉冲开关电路的电力电子器件控制端和公共端之间以使其开通或关断的信号，所述端口连接电路A包括具有导电功能的三个夹持部件，用于在信号发射侧连接三相电缆的三个不同的相；

所述相位核对接收仪包括第二电源模块、第二微控制器、第二显示模块、第二声卡模块、信号检测模块和端口连接电路B，所述第二微控制器分别与第二电源模块、第二显示模块、第二声卡模块、信号检测模块连接，所述信号检测模块与所述端口连接电路B连接，所述端口连接电路B包括具有导电功能的三个夹持部件，用于在信号接收侧连接三相电缆的三个不同的相，并接收电流脉冲信号，所述信号检测模块用于检测信号接收侧的三个相位上的电流脉冲信号，并按照时间的先后顺序将检测到的信号发送给所述第二微控制器，所述第二显示模块和第二声卡模块根据所述第二微控制器接收到的信号进行相应的电缆相位提示。

优选地，所述相位核对发射仪还包括与所述第一微控制器连接的第一显示模块和第一声卡模块，所述第一显示模块和第一声卡模块根据所述第一微控制器的信号进行显示和发出声响。

具体地，所述第一电源模块用于给所述第一微控制器、所述脉冲开关电路、所述端口连接电路A、所述第一显示模块、所述第一声卡模块供给工作电源；

所述第二电源模块为一个直流电源模块，使用蓄电池作为供电电源，所述第二电源模块用于给所述第二微控制器、所述第二显示模块、所述第二声卡模块、所述信号检测模块和所述端口连接电路B供电。

具体地，所述操作模块包括启动单元、关断单元、自动操作单元、手动操作单元，其中，所述启动单元包括启动开关按钮、稳压二极管、电容构成的电路组合，所述关断单元包括关断按钮；所述自动操作单元用于控制自动核对电缆相位的电路单元，触发控制器有序地完成对电缆三个相位的自动核对；所述手动操作单元包括三个相位核对的手动操作按钮，用于手动地分别单独核对电缆相位。

具体地，所述脉冲信号发射模块包括一个分频、倍频器和一个脉冲控制单元，所述分频、倍频器用于接收所述第一微控制器发出时钟基准信号并进行调制，所述脉冲控制单元根据调制后的时钟基准信号基于预先设置的脉冲信号特性值产生并输出相应的脉冲信号，所述脉冲信号特性值为宽度相等、电平值一致的矩形脉冲，占空比为0.5；所述脉冲信号发射模块发出的脉冲信号为时序脉冲信号，具有时间上的先后关系。

优选地，所述第二显示模块包括三个LED灯，分别对应电缆三个不同的相，三个LED灯按照脉冲信号控制的脉冲开关电路的开关器件导通顺序先后点亮。

优选地，所述第二显示模块为LCD显示屏，所述LCD显示屏按照脉冲信号控制的脉冲开关电路的开关器件导通顺序先后显示电缆的三个不同的相。

优选地，每当检测到电缆的各个相具有电流脉冲信号时，所述第二声卡模块都会按照电缆各相先后通电顺序发出相应的提示声响；提示声响为普通话的“A相”、“B相”、“C相”，或英文“Phase A”、“Phase B”、“Phase C”。

优选地，所述端口连接电路A的三个夹持部件和所述端口连接电路B的三个夹持部件均为导电性能良好的金属部件。

优选地，所述第一微控制器和所述第二微控制器均为单片机，所述单片机为STC单片机、PIC单片机、emc单片机、atmel单片机、TMS370系列或MSP430系列单片机中的任意一种。

由于上述技术方案，本发明具有以下有益效果：采用本发明装置进行相位核对，操作简单，工序环节少，不存在重复性工作，对相时间较短，减少了工作时间，有利于提高供电可靠性；相位核对过程中工作人员沟通方便；提高了测试工作人员的工作安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明的相位核对发射仪的系统框图；

图2是相位核对接收仪的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

参见图1，所述智能电缆相位核对装置主要包括一个相位核对发射仪和一个相位核对接收仪；所述相位核对发射仪包括第一电源模块、第一微控制器、操作模块、脉冲信号发射模块、驱动模块、脉冲开关电路、端口连接电路A；所述相位核对接收仪包括第二电源模块、第二微控制器、信号检测模块、端口连接电路B、第二显示模块、第二声卡模块。

所述相位核对发射仪各部件的具体构成如下：

所述相位核对发射仪的第一电源模块为一个直流电源模块，使用普通的蓄电池作为供电电源，该直流电源模块不仅用于为相位核对发射仪各部件供给工作电源，同时该直流电源模块还用于在相位核对过程中提供在电缆上传输的电能，所以该电源模块分为两个并联支路，一个支路用于给相位核对发射仪自身工作供电，另一个支路用于提供在电缆上传输的电能，此时该另一个支路上设置多个电压档，用于核对不同电压等级的电缆相位时使用，当电缆的电压等级较高时则选择较高电压等级的直流电源档，当电缆的电压等级较低时则选择较低电压等级的直流电源档。

所述相位核对发射仪的第一微控制器选择为单片机，所述单片机的型号选择为STC单片机、PIC单片机、emc单片机、atmel单片机、TMS370系列或MSP430系列单片机中的任意一种。

所述操作模块包括启动单元、关断单元、自动操作单元、手动操作单元。其中启动单元主要包括启动开关按钮、稳压二极管、电容构成的电路组合，关断单元包括关断按钮；自动操作单元主要为用于控制自动核对电缆相位的电路单元，其可以触发控制器有序地完成对电缆三个相位的自动核对；所述手动操作单元包括三个相位核对的手动操作按钮，用于手动地分别单独核对电缆位；

所述脉冲信号发射模块包括一个接收第一微控制器基准时钟信号的分频、倍频器和一个脉冲控制单元，分频、倍频器和所述脉冲控制单元基于预先设置的脉冲信号特性值产生相应的脉冲信号输出。所述脉冲为宽度相等、电平值一致的矩形脉冲，占空比优选为为0.5；所述脉冲信号发射模块发出的脉冲信号为时序脉冲信号，具有时间上的先后关系。

所述驱动模块将脉冲信号发射模块传输过来的脉冲信号，转换为加在脉冲开关电路的电力电子器件控制端和公共端之间以使其开通或关断的信号。所述电力电子器件为mos场效应管。

所述端口连接电路A包括具有导电功能的三个夹持部件，用于在信号发射侧连接相位核对发射仪和电缆的A、B、C三相。所述三个夹持部件为导电性能良好的金属部件，优选为铜导体部件。三个夹持部件固定为A相夹持部件、B相夹持部件、C相夹持部件，在实际测量中，A相夹持部件连接电缆A相、B相夹持部件连接电缆B相、C相夹持部件连接电缆C相。

所述相位核对发射仪还包括与第一微控制器连接的第一显示模块和第一声卡模块，所述第一显示模块包括LCD或LED等类型的显示器件，其与第一微控制相连，显示器件为LCD显示屏时，其上分为三个区域，分别对应电缆的A相、B相、C相。每个区域的显示屏部分除了显示具体的相位外，还显示相应的测试电压、相位电缆的电阻等参数信息。

参见图2，所述相位核对接收仪各部件的具体构成如下：

所述相位核对接收仪的第二电源模块为一个直流电源模块，使用蓄电池作为供电电源，该电源模块用于给相位核对接收仪自身工作供电，包括给第二微控制器、第二显示模块、第二声卡模块等供电。

所述相位核对接收仪的第二微控制器同样选择为单片机，所述单片机的型号选择为STC单片机、PIC单片机、emc单片机、atmel单片机、TMS370系列或MSP430系列单片机中的任意一种，优选为与所述第一微控制器的型号一致。所述信号检测模块用于检测核对相位信号接收侧的三个相位上的电流脉冲信号，并按照时间的先后顺序将检测到的信号发送给第二微控制器。

所述端口连接电路B包括具有导电功能的三个夹持部件，用于在信号接收侧连接电缆的三个不同的相，所述三个夹持部件为导电性能良好的金属部件，优选为铜导体部件。

所述相位核对接收仪的第二显示模块与第二微控制器连接，该第二显示模块按照脉冲信号控制的脉冲开关电路的开关器件导通顺序先后点亮或显示标记，当显示器件为LED灯时，则第一个点亮的LED灯对应的电缆为A相电缆，第二个点亮的LED灯对应的电缆为B相电缆，第三个点亮的LED灯对应的电缆为C相电缆；当显示器件为LCD显示屏时，按照脉冲信号控制的脉冲开关电路的开关器件导通顺序，先后显示A相、B相、C相，则与A相、B相、C相对应的接线端子所对应的电缆分别为A相电缆、B相电缆、C相电缆；与此同时，每当检测到各相电缆具有电流脉冲信号时，与第二微控制器相连的声卡模块2都会按照电缆先后通电顺序发出相应的提示声响；提示声响可为普通话的“A相”、“B相”、“C相”，或英文“Phase A”、“Phase B”、“Phase C”。

以上所揭露的仅为本发明的一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种智能电缆相位核对装置，其特征在于，包括相位核对发射仪和所述相位核对接收仪，

所述相位核对发射仪包括第一电源模块、第一微控制器、操作模块、脉冲信号发射模块、驱动模块、脉冲开关电路及端口连接电路A，所述第一微控制器分别与第一电源模块、操作模块、脉冲信号发射模块连接，所述驱动模块与脉冲信号发射模块、脉冲开关电路连接，所述脉冲开关电路与端口连接电路A连接，所述第一微控制器用于向所述脉冲信号发射模块发送基准时间信号，触发所述脉冲信号发射模块根据预先设置的脉冲信号特性值产生相应的脉冲信号，并输出给所述驱动模块，所述驱动模块将所述脉冲信号转换为加在所述脉冲开关电路的电力电子器件控制端和公共端之间以使其开通或关断的信号，所述端口连接电路A包括具有导电功能的三个夹持部件，用于在信号发射侧连接三相电缆的三个不同的相；

所述相位核对接收仪包括第二电源模块、第二微控制器、第二显示模块、第二声卡模块、信号检测模块和端口连接电路B，所述第二微控制器分别与第二电源模块、第二显示模块、第二声卡模块、信号检测模块连接，所述信号检测模块与所述端口连接电路B连接，所述端口连接电路B包括具有导电功能的三个夹持部件，用于在信号接收侧连接三相电缆的三个不同的相，并接收电流脉冲信号，所述信号检测模块用于检测信号接收侧的三个相位上的电流脉冲信号，并按照时间的先后顺序将检测到的信号发送给所述第二微控制器，所述第二显示模块和第二声卡模块根据所述第二微控制器接收到的信号进行相应的电缆相位提示；

所述脉冲信号发射模块包括一个分频、倍频器和一个脉冲控制单元，所述分频、倍频器用于接收所述第一微控制器发出时钟基准信号并进行调制，所述脉冲控制单元根据调制后的时钟基准信号基于预先设置的脉冲信号特性值产生并输出相应的脉冲信号，所述脉冲信号特性值为宽度相等、电平值一致的矩形脉冲，占空比为0.5；所述脉冲信号发射模块发出的脉冲信号为时序脉冲信号，具有时间上的先后关系。

2.根据权利要求1所述的一种智能电缆相位核对装置，其特征在于，所述相位核对发射仪还包括与所述第一微控制器连接的第一显示模块和第一声卡模块，所述第一显示模块和第一声卡模块根据所述第一微控制器的信号进行显示和发出声响。

3.根据权利要求1或2所述的一种智能电缆相位核对装置，其特征在于，所述第一电源模块用于给所述第一微控制器、所述脉冲开关电路、所述端口连接电路A、所述第一显示模块、所述第一声卡模块供给工作电源；

所述第二电源模块为一个直流电源模块，使用蓄电池作为供电电源，所述第二电源模块用于给所述第二微控制器、所述第二显示模块、所述第二声卡模块、所述信号检测模块和所述端口连接电路B供电。

4.根据权利要求3所述的一种智能电缆相位核对装置，其特征在于，所述操作模块包括启动单元、关断单元、自动操作单元、手动操作单元，其中，所述启动单元包括启动开关按钮、稳压二极管、电容构成的电路组合，所述关断单元包括关断按钮；所述自动操作单元用于控制自动核对电缆相位的电路单元，触发控制器有序地完成对电缆三个相位的自动核对；所述手动操作单元包括三个相位核对的手动操作按钮，用于手动地分别单独核对电缆相位。

5.根据权利要求1所述的一种智能电缆相位核对装置，其特征在于，所述第二显示模块包括三个LED灯，分别对应电缆三个不同的相，三个LED灯按照脉冲信号控制的脉冲开关电路的开关器件导通顺序先后点亮。

6.根据权利要求1所述的一种智能电缆相位核对装置，其特征在于，所述第二显示模块为LCD显示屏，所述LCD显示屏按照脉冲信号控制的脉冲开关电路的开关器件导通顺序先后显示电缆的三个不同的相。

7.根据权利要求5或6所述的一种智能电缆相位核对装置，其特征在于，每当检测到电缆的各个相具有电流脉冲信号时，所述第二声卡模块都会按照电缆各相先后通电顺序发出相应的提示声响；提示声响为普通话的“A相”、“B相”、“C相”，或英文“PhaseA”、“PhaseB”、“PhaseC”。

8.根据权利要求1所述的一种智能电缆相位核对装置，其特征在于，所述端口连接电路A的三个夹持部件和所述端口连接电路B的三个夹持部件均为导电性能良好的金属部件。

9.根据权利要求1所述的一种智能电缆相位核对装置，其特征在于，所述第一微控制器和所述第二微控制器均为单片机，所述单片机为STC单片机、PIC单片机、emc单片机、atmel单片机、TMS370系列或MSP430系列单片机中的任意一种。