CN105548800A - 一种手持低压送电检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种手持低压送电检测装置及方法，包括：手持终端主机，包含：LCD显示屏、数字键盘及按钮、充电接口、一端引自手持终端主机顶部的接线夹子以及置于主机内部以DSP为核心的控制电路和用于供电的锂电池；手持终端从机，包含：开关机按钮、充电接口、一端引自手持终端从机顶部的接线夹子以及置于从机内部以DSP为核心的控制电路和锂电池。主机内部升压电路可产生用于绝缘检测的1kV高压、用于计算绝缘电阻的电流采集电路、与从机通讯的485接口电路、电压采集电路以及相序检测电路；从机内部电路可实现电压采集、相序检测以及与主机通讯的485接口电路。送电前检测时，将主机接线夹子分别与送电端、受电端电缆接头连通，剩下的检测步骤将由本发明装置自动完成。

Description

一种手持低压送电检测装置及方法

技术领域

本发明属于测量领域，具体涉及一种在工程施工安装现场低压电缆送电前绝缘参数、送电后电压幅值及相序的全自动检测装置及方法。

技术背景

目前，在建筑工程机电安装过程中涉及到配电电缆的敷设安装，为杜绝电缆本身绝缘存在问题或者施工时对电缆造成的绝缘损坏，需要在对电缆送电前进行绝缘性能的测试。

而针对不同的现场情况，各个配电电缆的长度各有差异，有的配电电缆在伸手范围里仅几米长；有的则长大几十米甚至几百米，这时候不光不在伸手范围里甚至不在一个视野范围内。上述问题的存在会带来一个不确定性：处于两地的两个电缆接头是否是确定是待送电电缆的两个接头？因此在测电缆绝缘前需要通过某种方式排除上述的不确定因素。传统的排除方式就是在送电现场，两个电气工程师分别到待测电缆的两端，其中一人用一根端接线短接待测电缆的其中两根芯线，另外一人则位于电缆的另一端并且使用万用表的二极管档来测这两根芯线是否为电气通路。若为通路，则表明两人所测的电缆端头为待送电电缆，通过这种“短路”测试来避免误送电情况的发生。排除完误送电的情况，紧接着其中一个电气工程师会使用用于产生直流1kV的摇表来测量电缆的绝缘特性。而摇表是由工程师手动摇动，常规的转速达到120r/min时摇表就会输出1kV的直流电压。摇动摇表的过程是一个不确定的过程，若摇速过慢则电压达不到测试电压就会进行无效的测试；若摇速过快则电压大大超过1kV测试电压，该电压可能击穿电缆的绝缘层从而对电缆造成永久性损坏。上述送电前的检测过程有几点弊端：首先浪费人力，在送电时需要有两个人在现场；其二检测过程存在误差；其三，检测过程不够自动化，等等。此外，对电缆检测完毕并送电后需要检测电缆末端，即设备受电端的电压以及相序，此时需要再次利用万用表测量电缆末端电压和利用相序表测试电缆送电后的相序。如上文所述，从送电前的检测开始直至送电结束，整个过程错综复杂、自动化程度低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便携式、可靠性高、和应用广泛的手持低压送电检测装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种低压送电检测装置，用于民用建筑、工业建筑等电气施工安装时低压电缆(线)回路的送电前短路测试、绝缘测试及送电后电压检测和相序检测的自动检测，其包括：

手持终端主机，与待测电缆其中一端电气连接，包含：5个接线夹且一端引自主机另一端与电缆电气连通、用于显示检测结果的LCD液晶显示屏、用于输入设定参数及开关机等功能的按键、充电接口；以及主机内部电子电路，用于实现对待测电缆的绝缘测试、送电完毕后的电压幅值和相序的测定，包含：用于产生直流1kV的高压产生电路、电压电流采集电路、485通讯接口电路、相序检测电路、电源管理电路以及DSP核心控制电路，上述各部分电路通过线路与DSP芯片连接；

手持终端从机，与待测电缆另外一端电气连接，包含：5个接线夹且一端引自从机另一端与电缆电气连通、用于开关机功能的按键、充电接口；以及从机内部电子电路，用于通讯的485接口电路、电源管理电路以及DSP核心控制电路，上述各部分电路通过线路与DSP芯片连接。

在所述低压送电检测装置中，手持终端主机和从机包含：根据所述主机和从机的接线夹与电缆连接后，主机与从机开始以待测电缆为通信信号传输载体、以485总线作为通讯方式进行通信，通过主从机内部的继电器组可以将485数据传输用的A、B两个引脚切换接通至电缆不同的线芯上；若通讯成功，则说明在当前电缆内的线芯作为数据传输载体的情况下能够形成传输通路，表明此电缆即为待测电缆，排除了由于电缆在吊顶、管道里等错综复杂的布线带来错误送电的情况，即短路测试通过；

其中，手持终端主机包含：根据所述主机的接线夹与电缆连接后，主机运行时其内部的升压电路开始工作，同时内部的电流采集电路开始工作，为减小测量误差，每次对电流采集十次然后取十次的平均值做运算，则电缆绝缘电阻有如下：

$R=\frac{{10}^3}{\underset{i=1}{\overset{10}{\Σ}}{I}_i/10}\left(\mathrm{\Ω}\right)---\left(1\right)$

式(1)中，R为电缆绝缘电阻，分子10³代表检测电压1kV，I_i为检测到的第i次电流值；

其中，手持终端主机包含：根据所述进行短路和绝缘测试之后，等现场工程师对测试电缆进行送电后，将主机所包含的5个接线夹与用电点那端的电缆依次按照R、S、T、N、PE进行电气连通后，通过按键控制主机可以进行电压幅值的测量；手持终端主机对三根相线上的电压进行采集时，主机内部检测电路能够检测出R、S、T三根相线所传导的正弦交流电相对于N线之间的电压幅值；在检测幅值的同时，主机内部检测电路还能够检测出上述正弦交流电波形的波峰到来的顺序，若内部检测电路检测出波形峰值到来的顺序依次来自R、S、T三根相线上，则表明此相序为正序；反之，若检测电路检测出波形的峰值到来的顺序依次来自R、T、S三根相线上，则表明此相序为负序；最后，手持终端主机将会把整个检测过程得到的结果显示在LCD屏幕上，同时手持主机还有记忆功能，可以将历次检测结果存储到内部存储装置中，方便历史数据的调用。

本发明的目的在于提供一种低压送电(低压电缆)检测方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种低压送电(低压电缆)检测方法，具有前述的低压送电检测装置，其方法步骤如下：

步骤1：将所述手持低压送电检测装置的主机和从机的接线夹与待测电缆两端电气连通，接着通过按钮设定检测参数并开始进行检测，所述装置的主、从机内部的485通信电路按照预先设定的通信协议进行通信，通过通信方式确认所述主、从机接线夹连通的是同一根电缆的两个端头；

步骤2：当所述手持低压送电检测装置的主机和从机通过步骤1所述方式确定主、从机接线夹连接的两个电缆端头确定属于待测电缆的两端头后，在不用断开电缆接头的情况下所述手持低压送电检测装置主机内部升压电路开始工作，所述主机内的升压电路缓慢输出至所需的1kV直流高压，同时所述主机内部的电压、电路检测电路也在工作，按照所述的平均值算法实时计算电压和电流比值，即计算所述的电缆绝缘电阻值，通过所述方式检测待测电缆任意两根线芯之间的绝缘电阻值；

步骤3：当所述手持低压送电检测装置主机通过步骤2所述方式对待测电缆的绝缘值进行测定后，如果绝缘阻值满足不小于1MΩ，就可以确定待测电缆满足送电条件，则可以取下所述手持低压送电检测装置的主机和从机的接线夹，接下来就可以对待测电缆进行送电；送完电后，将所述手持低压送电检测装置的主机的接线夹与送电后电缆用电端的端头电气联通，可以在用电端那头的电缆上继续进行电压幅值和相序的检测。

所述低压送电检测方法中，所述步骤2中，所述主机内部的电压、电路检测电路开始工作，同时内部的电流采集电路开始工作，每次对电流采集十次然后取十次的平均值做运算，则电缆绝缘电阻计算如下：

$R=\frac{{10}^3}{\underset{i=1}{\overset{10}{\Σ}}{I}_i/10}\left(\mathrm{\Ω}\right)---\left(1\right)$

式(1)中，R为电缆绝缘电阻，分子10³为检测电压1kV，I_i为检测到的第i次电流值。

所述低压送电检测方法中，所述步骤3中，在短路测试通过后，而后对待测电缆送电后主机对电缆的相序进行检测和对电压的测定，并将结果显示在LCD显示屏上。

所述低压送电检测方法中，在进行短路测试时，DSP核心控制电路根据预先设定好的程序控制内部的继电器组在同一时刻导通R、S、T、N、PE这五根线中任意两根，从而形成一个485通信回路，以通讯方式替代传统的短路测试方式。

所述低压送电检测方法中，短路测试通过，手持主机内的继电器自动断开；接着手持主机内部升压电路逐渐从0V升到1kV，同时内部的电流采集电路采集当前两根线芯中流过的电流，然后同当前的输出电压做一算术运算时刻计算当前电缆间的电阻值，一旦计算出的阻值发生突变或者直接低于1MΩ则说明电缆绝缘特性不满足要求，此时检测装置立即停止检测并在LCD显示屏上输出检测结果；反之若在升压电路将电压升至1kV时检测出来的电阻仍不小于1MΩ，则主机内的继电器会进行切换并且升压电路再次开始从0V升至1kV，直至检测完任意两根线芯之间的绝缘电阻。

本发明的优点是：本发明手持低压送电检测装置具有成本低、高性能、原理简单、智能化程度高、功能齐全、应用广泛的特点。

附图说明

图1是本发明的实施例中手持低压送电检测装置的结构示意图；

图2是本发明的实施例中手持主机内部电路示意图；

图3是本发明的实施例中手持从机内部电路示意图；

图4是手持终端主机检测到R、S、T三根相线所传导的正弦交流电相对于N线之间的电压波形峰值到来的正序波形；

图5是手持终端主机检测到R、S、T三根相线所传导的正弦交流电相对于N线之间的电压波形峰值到来的负序波形。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创新特性、达成目的与功效易于明白了解，以下实例结合附图对本发明手持低压送电检测装置作具体阐述。

图1是本发明的实施例中手持低压送电检测装置的结构示意图。

如图1所示，手持低压送电检测装置用于检测电缆30的绝缘特性，包含手持终端主机10和手持终端从机20。

手持终端主机10放置于待检测电缆的送电起始端，同时手持终端从机20放置于待测电缆的设备受电端，二者配合用于对电缆进行检测，包含：接线夹11及21、按键12及22、充电接口13及23、LCD显示器14、在主从机内部的485接口电路和在主机内部的电压采集电路以及相序检测电路。

本发明提供了一种低压送电检测装置，用于民用建筑、工业建筑等电气施工安装时低压电缆(线)回路的送电前的短路测试、绝缘测试及送电后电压检测和相序检测的自动检测，其包括：手持终端主机，与待测电缆其中一端电气连接，包含：5个接线夹且一端引自主机另一端与电缆电气连通、用于显示检测结果的LCD液晶显示屏、用于输入设定参数及开关机等功能的按键、充电接口；以及主机内部电子电路，用于实现对待测电缆的绝缘测试、送电完毕后的电压幅值和相序的测定，包含：用于产生直流1kV的高压产生电路、电压电流采集电路、485通讯接口电路、相序检测电路、电源管理电路以及DSP核心控制电路，上述各部分电路通过线路与DSP芯片连接。手持终端从机，与待测电缆另外一端电气连接，包含：5个接线夹且一端引自从机另一端与电缆电气联通、用于开关机功能的按键、充电接口；以及从机内部电子电路，用于通讯的485接口电路、电源管理电路以及DSP核心控制电路，上述各部分电路通过线路与DSP芯片连接。

在本发明所提供的手持低压送电检测装置，还可以具有这样的特性：其中，手持终端主机和从机包含：根据所述主机和从机的接线夹与电缆连接后，主机与从机开始以待测电缆为通信载体、以485总线为通讯方式进行通信，通过主从机内部的继电器可以切换接通至电缆内的不同线芯上。若通讯成功，则短路测试通过。手持终端主机包含：根据所述主机的接线夹与电缆连接后，主机运行时其内部的升压电路开始工作，同时内部的电流采集电路开始工作，为减小测量误差，每次对电流采集十次然后取十次的平均值做运算，则电缆绝缘电阻有如下：

$R=\frac{{10}^3}{\underset{i=1}{\overset{10}{\Σ}}{I}_i/10}\left(\mathrm{\Ω}\right)---\left(1\right)$

式(1)中，R为电缆绝缘电阻，分子10³为检测电压1kV，I_i为检测到的第i次电流值。

在本发明所提供的手持低压送电检测装置，还可以具有这样的特性：其中，手持终端主机包含：根据所述进行短路和绝缘测试，而后对待测电缆送电后主机可以对电缆的相序进行检测和对电压的测定，并将结果显示在LCD显示屏上。

根据本发明所涉及的低压送电检测装置，采用高性能DSP与高精度传感器结合的解决方案。在进行短路测试时，DSP能够根据预先设定好的程序控制内部的继电器组在同一时刻导通R、S、T、N、PE这五根线中任意两根，从而可以形成一个485通信回路，以通讯方式替代传统的短路测试方式，短路测试完手持主机内的继电器自动断开。接着手持主机内部升压电路逐渐从0V升到1kV并保持在1kV输出值上，同时内部的电流采集电路采集当前两根线芯中流过的电流，然后同当前的输出电压做一算术运算，时刻计算当前电缆间的电阻值，一旦计算出的阻值发生突变或者直接低于1MΩ则说明电缆绝缘特性不满足要求，此时检测装置立即停止检测并在LCD显示屏上输出检测结果；反之若在升压电路将电压升至1kV时检测出来的电阻仍不小于1MΩ，则主机内的继电器会进行切换并且升压电路再次开始从0V升至1kV，直至检测完任意两根线芯之间的绝缘电阻值。若对待测电缆进行一系列绝缘特性检测后未有异常，则可以对电缆进行送电。等现场工程师对测试电缆进行送电后，将主机所包含的5个接线夹与用电点那端的电缆依次按照R、S、T、N、PE进行电气连通后，通过按键控制主机可以进行电压幅值的测量。手持终端主机对三根相线上的电压进行采集时，主机内部检测电路能够检测出R、S、T三根相线所传导的正弦交流电相对于N线之间的电压幅值。在检测幅值的同时，主机内部检测电路还能够检测出上述正弦交流电波形的波峰到来的顺序，若内部检测电路检测出波形峰值到来的顺序依次来自R、S、T三根相线上，则表明此相序为正序；反之，若检测电路检测出波形的峰值到来的顺序依次来自R、T、S三根相线上，则表明此相序为负序。最后，手持终端主机将会把整个检测过程得到的结果显示在LCD屏幕上，同时手持主机还有记忆功能，可以将历次检测结果存储到内部存储装置中，方便历史数据的调用。

基于图1示出的上述手持低压送电检测装置，本发明还提出了一种检测方法，它包含如下步骤：

步骤1：将所述手持低压送电检测装置的主机和从机的接线夹与待测电缆两端电气连通，接着通过按钮设定检测参数并开始进行检测，所述装置的主、从机内部的485通信电路按照预先设定的通信协议进行通信，通过通信方式确认所述主、从机接线夹连通的是同一根电缆的两个端头；

步骤2：当所述手持低压送电检测装置的主机和从机通过步骤1所述方式确定主、从机接线夹连接的两个电缆端头确定属于待测电缆的两端头后，在不用断开电缆接头的情况下所述手持低压送电检测装置主机内部升压电路开始工作，所述主机内的升压电路缓慢输出至所需的1kV直流高压，同时所述主机内部的电压、电路检测电路也在工作，按照所述的平均值算法实时计算电压和电流比值，即计算所述的电缆绝缘电阻值，通过所述方式检测待测电缆任意两根线芯之间的绝缘电阻值；

步骤3：当所述手持低压送电检测装置主机通过步骤2所述方式对待测电缆的绝缘值进行测定后，如果绝缘阻值满足不小于1MΩ，就可以确定待测电缆满足送电条件，则可以取下所述手持低压送电检测装置的主机和从机的接线夹，接下来就可以对待测电缆进行送电。送完电后，将所述手持低压送电检测装置的主机的接线夹与送电后电缆用电端的端头电气联通，可以在用电端那头的电缆上继续进行电压幅值和相序的检测。

上述各实施例可在不脱离本发明的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本申请专利的保护范围。

Claims (7)

1.一种低压送电检测装置，用于民用建筑、工业建筑等电气施工安装时低压电缆回路的送电前短路测试、绝缘测试及送电后电压检测和相序检测的自动检测，其特征在于，包括：

手持终端主机，与待测电缆其中一端电气连接，包含：5个接线夹且一端引自主机另一端与电缆电气连通、用于显示检测结果的LCD液晶显示屏、用于输入设定参数及开关机等功能的按键、充电接口；以及主机内部电子电路，用于实现对待测电缆的绝缘测试、送电完毕后的电压幅值和相序的测定，包含：用于产生直流1kV的高压产生电路、电压电流采集电路、485通讯接口电路、相序检测电路、电源管理电路以及DSP核心控制电路，上述各部分电路通过线路与DSP芯片连接；

手持终端从机，与待测电缆另外一端电气连接，包含：5个接线夹且一端引自从机另一端与电缆电气连通、用于开关机功能的按键、充电接口；以及从机内部电子电路，用于通讯的485接口电路、电源管理电路以及DSP核心控制电路，上述各部分电路通过线路与DSP芯片连接。

2.根据权利要求1所述的低压送电检测装置，其特征在于：

其中，手持终端主机和从机包含：根据所述主机和从机的接线夹与电缆连接后，主机与从机开始以待测电缆为通信信号传输载体、以485总线作为通讯方式进行通信，通过主从机内部的继电器组可以将485数据传输用的A、B两个引脚切换接通至电缆不同的线芯上；若通讯成功，则说明在当前电缆内的线芯作为数据传输载体的情况下能够形成传输通路，表明此电缆即为待测电缆，排除了由于电缆在吊顶、管道里等错综复杂的布线带来错误送电的情况，即短路测试通过；

其中，手持终端主机包含：根据所述主机的接线夹与电缆连接后，主机运行时其内部的升压电路开始工作，同时内部的电流采集电路开始工作，为减小测量误差，每次对电流采集十次然后取十次的平均值做运算，则电缆绝缘电阻有如下：

式(1)中，R为电缆绝缘电阻，分子10³代表检测电压1kV，I_i为检测到的第i次电流值；

其中，手持终端主机包含：根据所述进行短路和绝缘测试之后，等现场工程师对测试电缆进行送电后，将主机所包含的5个接线夹与用电点那端的电缆依次按照R、S、T、N、PE进行电气连通后，通过按键控制主机可以进行电压幅值的测量；手持终端主机对三根相线上的电压进行采集时，主机内部检测电路能够检测出R、S、T三根相线所传导的正弦交流电相对于N线之间的电压幅值；在检测幅值的同时，主机内部检测电路还能够检测出上述正弦交流电波形的波峰到来的顺序，若内部检测电路检测出波形峰值到来的顺序依次来自R、S、T三根相线上，则表明此相序为正序；反之，若检测电路检测出波形的峰值到来的顺序依次来自R、T、S三根相线上，则表明此相序为负序；最后，手持终端主机将会把整个检测过程得到的结果显示在LCD屏幕上，同时手持主机还有记忆功能，可以将历次检测结果存储到内部存储装置中，方便历史数据的调用。

3.一种低压送电(低压电缆)检测方法，具有权利要求1或2所述的低压送电检测装置，其特征在于方法步骤如下：

步骤1：将所述手持低压送电检测装置的主机和从机的接线夹与待测电缆两端电气连通，接着通过按钮设定检测参数并开始进行检测，所述装置的主、从机内部的485通信电路按照预先设定的通信协议进行通信，通过通信方式确认所述主、从机接线夹连通的是同一根电缆的两个端头；

步骤2：当所述手持低压送电检测装置的主机和从机通过步骤1所述方式确定主、从机接线夹连接的两个电缆端头确定属于待测电缆的两端头后，在不用断开电缆接头的情况下所述手持低压送电检测装置主机内部升压电路开始工作，所述主机内的升压电路缓慢输出至所需的1kV直流高压，同时所述主机内部的电压、电路检测电路也在工作，按照所述的平均值算法实时计算电压和电流比值，即计算所述的电缆绝缘电阻值，通过所述方式检测待测电缆任意两根线芯之间的绝缘电阻值；

步骤3：当所述手持低压送电检测装置主机通过步骤2所述方式对待测电缆的绝缘值进行测定后，如果绝缘阻值满足不小于1MΩ，就可以确定待测电缆满足送电条件，则可以取下所述手持低压送电检测装置的主机和从机的接线夹，接下来就可以对待测电缆进行送电；送完电后，将所述手持低压送电检测装置的主机的接线夹与送电后电缆用电端的端头电气联通，可以在用电端那头的电缆上继续进行电压幅值和相序的检测。

4.根据权利要求3所述的低压送电检测方法，其特征在于：

所述步骤2中，所述主机内部的电压、电路检测电路开始工作，同时内部的电流采集电路开始工作，每次对电流采集十次然后取十次的平均值做运算，则电缆绝缘电阻计算如下：

式(1)中，R为电缆绝缘电阻，分子10³为检测电压1kV，I_i为检测到的第i次电流值。

5.根据权利要求3所述的低压送电检测方法，其特征在于：

所述步骤3中，在短路测试通过后，而后对待测电缆送电后主机对电缆的相序进行检测和对电压的测定，并将结果显示在LCD显示屏上。

6.根据权利要求3所述的低压送电检测方法，其特征在于：

在进行短路测试时，DSP核心控制电路根据预先设定好的程序控制内部的继电器组在同一时刻导通R、S、T、N、PE这五根线中任意两根，从而形成一个485通信回路，以通讯方式替代传统的短路测试方式。

7.根据权利要求3所述的低压送电检测方法，其特征在于：

短路测试通过，手持主机内的继电器自动断开；接着手持主机内部升压电路逐渐从0V升到1kV，同时内部的电流采集电路采集当前两根线芯中流过的电流，然后同当前的输出电压做一算术运算时刻计算当前电缆间的电阻值，一旦计算出的阻值发生突变或者直接低于1MΩ则说明电缆绝缘特性不满足要求，此时检测装置立即停止检测并在LCD显示屏上输出检测结果；反之若在升压电路将电压升至1kV时检测出来的电阻仍不小于1MΩ，则主机内的继电器会进行切换并且升压电路再次开始从0V升至1kV，直至检测完任意两根线芯之间的绝缘电阻。