CN108732457A - 一种小卫星便携式供配电设备电缆连接状态的检测方法 - Google Patents

Abstract

一种小卫星便携式供配电设备电缆连接状态的检测方法，将整个地面供配电低频电缆网作为一个整体，利用每个电连接器上未使用到的空点作为防插错点，且要求每个电连接器用到的空点不能完全相同；同时根据不同的供配电设备设计不同电缆检测回路,并在检测回路中设置指示灯用于指示电缆连接状态。当闭合检测回路的开关后，只有当电缆使用正确、所有电连接器插接正确并接触良好的情况下，才能形成闭合回路，相应检测回路的指示灯亮。电缆连接状态检测回路独立于便携式供配电设备的其他信号回路，由独立电源供电，且与其他信号回路完全隔离。本设计将有效提高小卫星综合测试供配电测试实施的安全性和可靠性。

Description

一种小卫星便携式供配电设备电缆连接状态的检测方法

技术领域

本发明涉及一种应用于航天领域小卫星便携式供配电设备所广泛采用的低频电缆网电连接器插接检测方法。

背景技术

小卫星便携式供配电测试设备是小卫星综合测试的重要组成部分，其设备输出端继承了部分通用PLC供配电设备的设计，但取消了设备内部对稳压电源供电通路的控制，即设备端对外接口的电连接器减少了2个。由便携式供配电设备构建的地面供配电系统同样采用了数量较多，且类型相同的圆形密封电连接器。在供配电测试实施过程中，在低频电缆网的使用和电连接器的插接方面同样存在安全隐患，且供配电设备作为卫星的能源供给设备，电缆使用错误及电连接器插接错误所带来的隐患都是灾难性的。

目前小卫星通用PLC供配电设备采用专利号为CN200910089664.9《一种卫星地面供配电设备电连接器的检测方法》中的防插错电路设计方法，该方法只适应于通用PLC设备的电连接器的检测，且不能实现对整个低频电缆网的防插错检测。该专利中稳压源供电使用的电连接器作为密码锁，是该检测方法实现的关键。由于便携式供配电设备取消了对稳压源供电通路的控制，不再单独设置专门的电连接器作为供电通路使用，所以该专利中提到的方法不再适用于便携式供配电设备搭建的供配电系统。另外，目前除CN200910089664.9专利采用防插错电路设计的方法外，其他与电连接器防插错相关专利，几乎都是采用将电连接器的外观做一定处理、使其在结构上有所区别的方法，使插错的电连接器无法插上而避免插错，有多少电连接器，就需要对应提供多少种不同的结构类型。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服因为技术进步、设备升级换代带来的低频电缆网防插错无法实现的问题，将整个低频电缆网作为一个整体，提供了一种操作简便、既能防止插错又能防止漏插或插接不到位的小卫星便携式供配电设备电缆连接状态的检测方法。

本发明的技术解决方案是：一种小卫星便携式供配电设备电缆连接状态的检测方法，设地面供配电设备有K台，每台设备输出端口有M个电连接器，整个电缆网有N个外形完全相同的电连接器，每套电连接器均由插头和插座组成，每套电连接器中均具有未使用到的空点；对于一套电连接器，其插头和插座选取的检测点对应相同，不同套的电连接器选取的检测点位置需不相同，步骤如下：

1)确定设备端及低频电缆网中的每个电连接器未使用的空点数量及空点点号，以空点数量最少的电连接器作为起点，确定每个电连接器的防插错点号，从每套电连接器上未使用到的空点中选取L个空点作为检测点，设B_M，i为设备B的第M个接插件的第i个防插错点，i≤L；对于M＝1的设备A₁，在插座选择2个防插错点，与低频电缆网对应插头A’₁形成一个对外的二端电路；对M≥2的设备B，B_1，1与B_M,L为二端电路的2个对外端口，B_1,2与B_2,1短接，……，B_M-1,2与B_M,1短接，与设备端插座相对应低频电缆网插头端B’_1,1与B’_1,2短接，……，B’_M-1,1与B’_M-1,2短接；所述M、L均为正整数；

2)按照小卫星不同的供电需求，将低频电缆网中的各电连接器的插头插入对应的插座中，多个二端电路B’_M,1与B’_M,2，……，B’_M,L串接构成低频电缆网中不同的二端电路；

3)将形成的多个二端电路分别与电源、指示灯、限流电阻和检测开关串联形成一个串联回路；

4)闭合检测开关，若所述串联回路中的指示灯发亮，则表示低频电缆网各电连接器插接正确，若指示灯不亮，则表明插接错误，检查低频电缆网中电缆的使用是否正确，以及检查电连接器的插接是否正确，并进行重新插接。

所述的电连接器为Y2-36或Y2-50型电连接器。

所述二端电路由检测开关、电源、限流电阻和指示灯从左至右依次串连组成。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明中低频电缆网连接状态的检查不依赖于电连接器物理上的防插错，在小卫星测试领域，大型试验时由于卫星与地面供配电设备距离远，需要增加延长电缆来保证能源供给及星上状态控制及采集，如果低频电缆网通过电连接器物理上区别进行防插错，电缆设计和延长电缆设计的通用性都会比较差。

(2)电连接器防插错点的数量可以为k个，k为自然数，将整个低频电缆网作为一个整体进行防插错电路的设计，所用低频电缆网的各个电连接器插接后形成二端电路即可，不再要求每个电连接器的防插错点的数量为2k个，每个电连接器都单独形成二端电路；

(3)首先在电连接器未使用的空点上选取检测点，然后将各检测点连接并与电源、指示灯等串接起来形成闭合回路，通过对指示灯的观察对电连接器的插接进行检测。电缆连接状态的检测依赖于电连接器的插接状态，可以避免因操作人员主观错误导致的电缆使用错误，电连接器漏插错插，操作简便。而且，低频电缆网电连接器数量较多，特别是大型试验时由于延长电缆的使用，电连接器的数量倍增，防插错检测回路可以避免因选用过多不同类型或不同结构的电连接器而引起的设计、安装和使用上的不便；

(4)在操作时，每套电连接器上选取的检测点对于所有电连接器均为空点，可以避免因电连接器插接错误将检测回路的电源引入到插错电连接器的信号线上所带来的风险；

(5)由于选用的检测点均是各电连接器中未用到的空点，防插错检测回路与供配电设备的信号回路完全隔离，所以不影响信号回路的正常工作；

(6)如果所有电连接器相同的空点有n(n≥3)个，取k(k≤n)个空点作为检测点，则按照排列组合，最多可以区分[n*(n-1)…*(n-k+1)/(k)！]个相同类型的电连接器，即N≤[n*(n-1)…*(n-k+1)/(k)！]，从而可以有效地降低对电连接器结构和数量的特殊需求；

(7)本发明方法通过将整个低频电缆网看作一个整体，将不同电连接器上不完全相同的空点与指示灯电路连接起来形成检测回路，可以实现对整个低频电缆网所有电连接器错插、漏插或插接不到位的检测，是对现有技术的一种完善。

附图说明

图1为本发明检测方法的流程框图；

图2为本发明二端电路设计原理；

图3为本发明实施例中便携式供配电设备自检时电缆连接状态检测回路的电路图；

图4为本发明实施例中卫星使用太阳电池阵模拟器供电时电缆连接状态检测回路的电路图；

图5为本发明实施例中卫星使用稳压电源供电时电缆连接状态检测回路的电路图。

具体实施方式

本发明涉及的供配电设备包括太阳电池阵模拟器、稳压电源、便携式供配电设备、卫星等效器；低频电缆网包括脱插电缆、便携式供配电设备电缆、自检电缆、星上状态采集及控制电缆、太阳电池阵模拟器供电电缆、稳压电源供电电缆。通过低频电缆网，供配电设备实现对小卫星的供电控制及星上重要参数的监测及控制等。根据小卫星不同的供电需求，供配电设备通过地面供配电低频电缆网连接成设备自检、模拟器供电、稳压源供电三种形式。即通过专门的检测电路检测整个低频电缆网连接的正确性，

如图1所示，为本发明检测方法的流程图。首先确定相同电连接器的数量N，统计出每个电连接器的空点数量及空点点号。按照N≤[n*(n-1)…*(n-k+1)/(k)！]确定能够区分这些相同电连接器所需要的最少点数n，及每个电连接器要使用的空点数量k。然后确定每个电连接器用到的具体点号，并将电连接器上选择的空点用导线连接，设备端电连接器连接方法为：假设其中一套电连接器选择的空点为1、2…k，当k＝1时，只在插头处将1点与另一电连接器1点连接；当k>1时，在插座处分别将2点和3点、4点和5点直至第k-2个空点和第k-1个空点进行连接，对应低频电缆网的电连接器端分别将1点和2点、3点和4点直至第k-1点和第k点进行连接，使得各电连接器的检测点串接起来形成一个二端电路；设检测回路所在设备由M个相同的电连接器，在第Ⅰ、Ⅱ……M-1个电连接器选取2个不完全相同的空点，第M个电连接器需根据供配电低频电缆网存在的P种连接方式选择不少于P+1个空点，M₁点与M₂点形成对应于低频电缆网的第1个二端电路，M₁点与M_p+1点形成对应于低频电缆网的第P个二端电路，选择合适的电源、指示灯、限流电阻和开关，并将其与由空点形成的二端电路连接起来。插上电连接器，确定检测回路能够正常工作。例如，可以选用电连接器上两个未使用到的空点，每个插头用到的空点不允许完全相同，即至少有一个空点与其它插头用到的空点不同。设电连接器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……N均为相同类型的电连接器，分别由插头和插座两部分组成，它们的1点、2点、3点……n点都是未用到的空点，B_N,n表示第N个电连接器的第n个点。电连接器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……N可分别选取2个不完全相同的空点作为检测点，例如分别选取1点和2点、1点和3点、2点和3点……(n-1)点和n点作为回路中的连接点，具体如图2所示。

为了使检测回路具有指示功能，回路中应包括指示灯、电源、开关和电阻等。电源为检测回路提供电能，指示灯起检测指示功能，电阻起限流作用，开关起接通和断开检测回路的作用。只有当电连接器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……N的插头正确地插在其对应的插座上时，才能形成闭合的回路，此时指示灯亮；即使有一个插头插错或漏插，也无法形成回路，指示灯不亮。

低频电缆网二端电路是按不同的供电要求将低频电缆网各个电连接器进行正确插接后形成的。脱插电缆端电连接器的防插错点可以实现与其他任一电连接器之间的连接，供配电设备端及脱插端防插错点号确定后，低频电缆网中的便携式供配电设备电缆、自检电缆、星上状态采集及控制电缆、太阳电池阵模拟器供电电缆、稳压电源供电电缆可以确定相应的防插错点号，在同一电缆内部实现电连接器之间的连接。对输入端是1个电连接器而输出端为多个电连接器的电缆，选择2个电连接器的防插错点作为对外输出的二端，其他电连接器防插错点内部短接。对输入端为n个电连接器，输出端同样有n个电连接器的电缆，选择防插错点在电缆内部直连。对于不同供电需求导致的空电连接器设置短接电路，保证因电连接器未及时拔下而导致的错误；

图3为便携式供配电设备自检时电缆连接状态检测电路，分别在便携式供配电设备电连接器X3、X4、X5上选取2个点，脱插电缆电连接器XD-02、XD-03上选取1个点，在电池盒电连接器ZJ上选取2个点，自检电缆GD+电连接器上选择1个点，构成一个二端电路，闭合检测回路，电路中自检指示灯亮，断开检测开关，检测完毕。

图4为使用太阳电池阵模拟器供电时电缆连接状态检测电路，分别在便携式供配电设备电连接器X3、X4、X5上选取2个点，脱插电缆电连接器XD-01、XD-02、XD-03上选取2个点，构成一个二端电路，便携式供配电测试电缆GD+电连接器上选择2个点，闭合检测回路，电路中自检指示灯亮，断开检测开关，检测完毕。由于不同供电方式电缆连接方式不同，在便携式供配电设备电缆GD+、X5分别选取2个点，并在稳压电源供电电缆电连接器GD+端将2个点连接，即只要GD+端电连接器连接，模拟器指示灯就被短接，在进行检测时，模拟器指示灯就不会亮，从而避免因稳压源供电方式换为太阳方阵模拟器供电方式后漏拔稳压源供电正电连接器引起的危险。

图5为使用稳压电源供电时电缆连接状态检测电路，分别在便携式供配电设备电连接器X3、X4、X5上选取2个点，脱插电缆电连接器XD-02上选取2个点，脱插电缆电连接器XD-01、XD-03上选择1个点，稳压电源供电电缆电连接器GD+上选择1个点，构成一个二端电路，闭合检测回路，电路中自检指示灯亮，断开检测开关，检测完毕。

如果低频电缆用错、电连接器错插或漏插，则不能形成闭合的检测回路，指示灯不亮，此时应先断开检测开关，再找出用错的电缆、错插或漏插的电连接器。

当电连接器的数量较多，或者每个电连接器上的未使用到的空点数量较多时，可以参照上述的方法进行检测。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (3)

1.一种小卫星便携式供配电设备电缆连接状态的检测方法，设地面供配电设备有K台，每台设备输出端口有M个电连接器，整个电缆网有N个外形完全相同的电连接器，每套电连接器均由插头和插座组成，每套电连接器中均具有未使用到的空点；对于一套电连接器，其插头和插座选取的检测点对应相同，不同套的电连接器选取的检测点位置需不相同，其特征在于步骤如下：

1)确定设备端及低频电缆网中的每个电连接器未使用的空点数量及空点点号，以空点数量最少的电连接器作为起点，确定每个电连接器的防插错点号，从每套电连接器上未使用到的空点中选取L个空点作为检测点，设B_M，i为设备B的第M个接插件的第i个防插错点，i≤L；对于M＝1的设备A₁，在插座选择2个防插错点，与低频电缆网对应插头A’₁形成一个对外的二端电路；对M≥2的设备B，B_1,1与B_M,L为二端电路的2个对外端口，B_1,2与B_2,1短接，……，B_M-1,2与B_M,1短接，与设备端插座相对应低频电缆网插头端B’_1,1与B’_1,2短接，……，B’_M-1,1与B’_M-1,2短接；所述M、L均为正整数；

2)按照小卫星不同的供电需求，将低频电缆网中的各电连接器的插头插入对应的插座中，多个二端电路B’_M,1与B’_M,2，……，B’_M,L串接构成低频电缆网中不同的二端电路；

3)将形成的多个二端电路分别与电源、指示灯、限流电阻和检测开关串联形成一个串联回路；

4)闭合检测开关，若所述串联回路中的指示灯发亮，则表示低频电缆网各电连接器插接正确，若指示灯不亮，则表明插接错误，检查低频电缆网中电缆的使用是否正确，以及检查电连接器的插接是否正确，并进行重新插接。

2.根据权利要求1所述的一种小卫星便携式供配电设备电缆连接状态的检测方法，其特征在于：所述的电连接器为Y2-36或Y2-50型电连接器。

3.根据权利要求1所述的一种小卫星便携式供配电设备电缆连接状态的检测方法，其特征在于：所述二端电路由检测开关、电源、限流电阻和指示灯从左至右依次串连组成。