CN113049989A - 一种直流电缆带电核线仪及核线方法 - Google Patents
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Abstract
一种直流电缆带电核线仪及核线方法，包括信号发射器、信号接收器和信号匹配器，信号发射器与直流负荷端的电源两极电连接，信号接收器上的嵌形电流传感器与待检测端连接，信号匹配器与直流母线电连接，将信号发射器与直流负荷端连接，信号匹配器与直流母线，信号发射器端发射的低频信号在所接的直流线缆上传递，通过信号接收器上嵌形电流传感器检测待检测端，能够检测出此低频信号的线缆即为所连负荷端的对应线缆，此种核线装置及核线方法不需要对线缆进行解线和断电，可带电进行核线操作，不影响运行设备的正常运行，同时因为采用嵌形电流传感器无接触式的探测，直观地观察指示灯即可核线，提高了核线效率。
Description
技术领域
本发明涉及发电力检修核线技术领域，具体涉及一种直流电缆带电核线仪及核线方法。
背景技术
在电缆核线技术领域，现有的传统的核线方法是将运行设备断电，在电缆不带电的情况下，在电缆的一端短接任意两根线芯，电缆的另一端用万用表的电阻档测量两根线芯之间的电阻值，电阻值接近于0欧姆的线芯即为核对的线，这种人工核线方法，同一电缆需要多次重复核线操作，才能确保核线的唯一性和准确性，核线操作工作量大，导致工程工期延长，工作人员工作疲劳度也会随之增大，从而也降低了工作效率。
签于此，虽已有相关专利文献技术提出了核线的方法，但也是在不带电的情况下，解除电缆的接线端子后进行核线，然而，在某些实际应用现场（如发电厂、变电站等），重要的运行设备是不允许断电的。
如图1中的某发电厂直流电源电缆，直流电源盘内有6路供电馈线，6路馈线经空气开关QA1--QA6，一端分别接入母线的KM+和KM-上，另一端接入出线端子上；有若干不允许断电的负荷盘，其电源引线电缆分别经电缆沟接入直流电源盘的出线端子上，然而工作人员不清楚这若干负荷盘的电源线缆分别是接在直流电源盘的出线端子的哪一个端子上，这就需要在不断电条件下，进行核对复核。
现有技术中也有对线缆进行核线的技术，例如中国专利文献CN 108226700A记载了一种配电自动化终端二次电缆核线仪，通过主机LED指示灯和从机LED指示灯可以直观的判断被测 试电缆的通断情况，观察方便；中国专利文献CN 108761225A记载了一种分布式控制电缆核线装置，通过带有序号的多个母机接线端子和指示灯对线缆进行核线；上述两种核线仪都只适合线缆本省比较短，两边都能顺利的和设备直接连接的情况，且是将电缆两头都单独与仪器连接，必须停电作业，不适用于带电情况下长距离的核线工作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种直流电缆带电核线仪及核线方法，能够方便地进行直流负荷下的不停电核线操作，且能够对距离较长的线路进行核线操作。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种信号发射器与直流负荷端的电源两极电连接，信号接收器上的嵌形电流传感器与待检测端连接，信号匹配器与直流母线电连接，信号发射器和信号接收器上设有指示灯和显示屏，通过信号发射器端发射设定频率的电压信号，该频率的电压流经待检测端、直流母线和信号匹配器组成的电路，并可由直流负荷相匹配的待检测端上的信号接收器检测出该设定频率信号，从而达到核线效果。
上述的信号发射器上设有信号产生模块，信号产生模块输出电源设有正极信号输出引线和负极信号输出引线，地线与信号产生模块电连接，正极信号输出引线和负极信号输出引线与直流负荷端的正负极电源对应连接，信号产生模块上设有发射信号指示灯和发射信号显示器电连接。
上述的信号产生模块包括低频信号发射电路，低频信号发射电路的输出端与正极信号输出引线和负极信号输出引线电连接，低频信号电压/电流采集电路与低频信号发射电路电连接，低频信号电压/电流采集电路输出端与AD采样电路输入端电连接，AD采样电路输入端还与正/负极对地电压采集电路电连接，AD采样电路的输出端与微机控制电路输入端电连接，微机控制电路输出端与发射信号指示灯和发射信号显示器电连接。
上述的低频信号发射电路发出的低频信号频率在为1Hz。
上述的信号接收器上设有信号接收模块，信号接收模块的输入端与嵌形电流传感器电连接，信号接收模块上设有接收信号指示灯和接收信号显示器。
上述的信号接收模块包括前置放大电路，前置放大电路输入端与嵌形电流传感器电连接，前置放大电路输出端与电流放大电路和工频滤波电路输入端电连接，电流放大电路输出端与信号调理电路输入端电连接，信号调理电路输出端与AD采样电路输入端电连接，AD采样电路输出端与微机控制电路电连接，微机控制电路输出端与接收信号指示灯和接收信号显示器电连接。
上述的信号匹配器内设有匹配电阻器，匹配电阻器内设有两个匹配电阻，两个匹配电阻一端与地线连接线电连接，另一端分别与正极连接线、负极连接线电连接，正极连接线和负极连接线分别与直流母线的正负极电链接。
上述的低频信号发射电路采用数字信号发生电路， AD采样电路采样芯片采用AD7609芯片。
上述的微机控制电路采用STM32F413微处理器。
使用上述直流电缆带电核线仪的核线方法，核线步骤为：
步骤一、将信号匹配器两端与直流母线的两极电连接，将地线连接固定；
步骤二、将需要核线的直流负荷正负极与信号发射器电连接，地线连接固定，并控制信号发射器发出设定频率信号，发出频率信号后信号发射器的指示灯亮，显示屏上显示发射信号的频率值；
步骤三、将信号接收器上的嵌形电流传感器的嵌形端逐一对待检测端的电缆进行探测，观察信号接收器上的指示灯是否亮起，当指示灯亮起时，说明嵌形电流传感器当前探测的电缆与信号发射器所连接的直流负荷端线缆为同一通路；
步骤四、上一组直流负荷探明线缆后，做好标识，拆除信号发射器并与下一组直流负荷的两极连接，按照步骤二和步骤三进行核线，直到所有线缆探测完毕。
本发明提供的一种直流电缆带电核线仪及核线方法，将信号发射器与直流负荷端连接，信号匹配器与直流母线，信号发射器、直流负荷线缆、直流母线和信号匹配器形成通路，信号发射器端发射的低频信号在所接的直流线缆上传递，通过信号接收器上嵌形电流传感器检测待检测端，能够检测出此低频信号的线缆即为所连负荷端的对应线缆，此种核线装置及核线方法不需要对线缆进行解线和断电，可带电进行核线操作，不影响运行设备的正常运行，同时因为采用嵌形电流传感器无接触式的探测，直观地观察指示灯即可核线，提高了核线效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明直流负荷电缆带电核线仪的接线原理图；
图2为信号发射器的结构图；
图3为信号发射器的硬件结构框图；
图4为信号接收器的结构图；
图5为信号接收器的硬件结构框图；
图6为信号匹配器的结构图；
图7为低频信号发射电路的电气连额图；
图8为AD采样电路的电气连接图；
图9为微机控制电路的电气连接图；
图10为前置放大电路的电气连接图；
图11为本发明的直流负荷电缆带电核线仪的原理简图。
其中：信号发射器1、信号接收器2、信号匹配器3、电缆沟4、直流母线5、负荷断路器6、转接端子7、直流负荷8、待检测端9、发射器壳体11、正极信号输出引线12、负极信号输出引线13、地线14、信号产生模块15、发射信号指示灯16、发射信号显示器17、手持式壳体21、嵌形电流传感器22、信号接收模块23、接收信号指示灯24、接收信号显示器25、匹配器壳体31、正极连接线32、负极连接线33、地线连接线34、匹配电阻器35。
具体实施方式
以下结合附图和实施例详细说明本发明技术方案。
如图1-图11中所示，一种信号发射器1与直流负荷8端的电源两极电连接，信号接收器2上的嵌形电流传感器22与待检测端9连接，信号匹配器3与直流母线5电连接，信号发射器1和信号接收器2上设有指示灯和显示屏，通过信号发射器1端发射设定频率的电压信号，该频率的电压流经待检测端9、直流母线5和信号匹配器3组成的电路，并可由直流负荷8相匹配的待检测端9上的信号接收器2检测出该设定频率信号，从而达到核线效果。
如图2中所示，上述的信号发射器1上设有信号产生模块15，信号产生模块15输出电源设有正极信号输出引线12和负极信号输出引线13，地线14与信号产生模块15电连接，正极信号输出引线12和负极信号输出引线13与直流负荷8端的正负极电源对应连接，信号产生模块15上设有发射信号指示灯16和发射信号显示器17电连接，信号产生模块15可发出特定频率的电压信号，此频率与直流母线5本身频率差别很大且能够被信号匹配器3所探测，从而能够实现核线。
如图3中所示，上述的信号产生模块15包括低频信号发射电路，低频信号发射电路的输出端与正极信号输出引线12和负极信号输出引线13电连接，低频信号电压/电流采集电路与低频信号发射电路电连接，低频信号电压/电流采集电路输出端与AD采样电路输入端电连接，AD采样电路输入端还与正/负极对地电压采集电路电连接，AD采样电路的输出端与微机控制电路输入端电连接，微机控制电路输出端与发射信号指示灯16和发射信号显示器17电连接，低频信号发射电路发出低频信号的同时，其信号输入低频信号电压/电流采集电路，并与正/负极对地电压采集电路的电压进行比较后送入AD采样电路，AD采样电路采集该低频信号并将频率值输送至微机控制电路，微机控制电路将检测的低频信号的波形、幅值及频率在发射信号显示器17上进行显示。
上述的低频信号发射电路发出的低频信号频率在为1Hz，适用于差别检出。
如图4中所示，上述的信号接收器2上设有信号接收模块23，信号接收模块23的输入端与嵌形电流传感器22电连接，信号接收模块23上设有接收信号指示灯24和接收信号显示器25，嵌形电流传感器22为嵌形检测端，可以不用拆除线缆即可进行检测，适用于不停电的场合。
如图5中所示，上述的信号接收模块23包括前置放大电路，前置放大电路输入端与嵌形电流传感器22电连接，前置放大电路输出端与电流放大电路和工频滤波电路输入端电连接，电流放大电路输出端与信号调理电路输入端电连接，信号调理电路输出端与AD采样电路输入端电连接，AD采样电路输出端与微机控制电路电连接，微机控制电路输出端与接收信号指示灯24和接收信号显示器25电连接，由于信号匹配器3内匹配电阻较大，直流线缆上的低频信号较微弱，通过前置放大电路对信号进行幅值进行放大，通过工频滤波电路滤除掉直流电源的工频信号，然后将滤波后的信号输入信号调理电路进行整理，再通过AD采样电路对信号频率进行采样检测，并将结果输出至微机控制电路，将检测到的低频信号波形、幅值以及频率在接收信号显示器25上进行显示，同时比对检测的频率与设定频率，如果一致，接收信号指示灯24亮起。
如图6中所示，上述的信号匹配器3内设有匹配电阻器35，匹配电阻器35内设有两个匹配电阻，两个匹配电阻一端与地线连接线34电连接，另一端分别与正极连接线32、负极连接线33电连接，正极连接线32和负极连接线33分别与直流母线5的正负极电链接。
如图7中所示，上述的低频信号发射电路采用数字信号发生电路，采用数字信号发射电路，波形吴噪音，不易受到工频信号干扰，也对工频信号的烦扰较小，且信号精度高，稳定性好，易于探测，如图8中所示，AD采样电路采样芯片采用AD7609芯片，AD7609芯片采用差分输入，信噪比高，效果好。
上述的微机控制电路采用STM32F413微处理器。
使用上述直流电缆带电核线仪的核线方法，核线步骤为：
步骤一、将信号匹配器3两端与直流母线5的两极电连接，将地线连接固定；
步骤二、将需要核线的直流负荷8正负极与信号发射器1电连接，地线连接固定，并控制信号发射器1发出设定频率信号，发出频率信号后信号发射器1的指示灯亮，显示屏上显示发射信号的频率值；
步骤三、将信号接收器2上的嵌形电流传感器22的嵌形端逐一对待检测端9的电缆进行探测，观察信号接收器2上的指示灯是否亮起，当指示灯亮起时，说明嵌形电流传感器22当前探测的电缆与信号发射器1所连接的直流负荷8端线缆为同一通路；
步骤四、上一组直流负荷8探明线缆后，做好标识，拆除信号发射器1并与下一组直流负荷8的两极连接，按照步骤二和步骤三进行核线，直到所有线缆探测完毕。
该装置和方法采用的低频低压信号为对地施加，在直流正负之间无该信号，不会引起直流纹波系数，信号频率小，几近于直流，且信号幅值很小，远远低于保护继电器的动作电压，不会导致保护继电器误动。
Claims (10)
1.一种直流电缆带电核线仪，包括信号发射器（1）、信号接收器（2）和信号匹配器（3），其特征在于，信号发射器（1）与直流负荷（8）端的电源两极电连接，信号接收器（2）上的嵌形电流传感器（22）与待检测端（9）连接，信号匹配器（3）与直流母线（5）电连接，信号发射器（1）和信号匹配器（3）均与地线连接，信号发射器（1）和信号接收器（2）上设有指示灯和显示屏，通过信号发射器（1）端发射设定频率的电压信号，该频率的电压流经待检测端（9）、直流母线（5）和信号匹配器（3）组成的电路，并可由直流负荷（8）相匹配的待检测端（9）上的信号接收器（2）检测出该设定频率信号，从而达到核线效果。
2.根据权利要求1所述的一种直流电缆带电核线仪，其特征在于，所述的信号发射器（1）上设有信号产生模块（15），信号产生模块（15）输出电源设有正极信号输出引线（12）和负极信号输出引线（13），地线（14）与信号产生模块（15）电连接，正极信号输出引线（12）和负极信号输出引线（13）与直流负荷（8）端的正负极电源对应连接，信号产生模块（15）上设有发射信号指示灯（16）和发射信号显示器（17）电连接。
3.根据权利要求2所述的一种直流电缆带电核线仪，其特征在于，所述的信号产生模块（15）包括低频信号发射电路，低频信号发射电路的输出端与正极信号输出引线（12）和负极信号输出引线（13）电连接，低频信号电压/电流采集电路与低频信号发射电路电连接，低频信号电压/电流采集电路输出端与AD采样电路输入端电连接，AD采样电路输入端还与正/负极对地电压采集电路电连接，AD采样电路的输出端与微机控制电路输入端电连接，微机控制电路输出端与发射信号指示灯（16）和发射信号显示器（17）电连接。
4.根据权利要求3所述的一种直流电缆带电核线仪，其特征在于，所述的低频信号发射电路发出的低频信号频率在为1Hz。
5.根据权利要求1所述的一种直流电缆带电核线仪，其特征在于，所述的信号接收器（2）上设有信号接收模块（23），信号接收模块（23）的输入端与嵌形电流传感器（22）电连接，信号接收模块（23）上设有接收信号指示灯（24）和接收信号显示器（25）。
6.根据权利要求4所述的一种直流电缆带电核线仪，其特征在于，所述的信号接收模块（23）包括前置放大电路，前置放大电路输入端与嵌形电流传感器（22）电连接，前置放大电路输出端与电流放大电路和工频滤波电路输入端电连接，电流放大电路输出端与信号调理电路输入端电连接，信号调理电路输出端与AD采样电路输入端电连接，AD采样电路输出端与微机控制电路电连接，微机控制电路输出端与接收信号指示灯（24）和接收信号显示器（25）电连接。
7.根据权利要求1所述的一种直流电缆带电核线仪，其特征在于，所述的信号匹配器（3）内设有匹配电阻器（35），匹配电阻器（35）内设有两个匹配电阻，两个匹配电阻一端与地线连接线（34）电连接，另一端分别与正极连接线（32）、负极连接线（33）电连接，正极连接线（32）和负极连接线（33）分别与直流母线（5）的正负极电链接。
8.根据权利要求1所述的一种直流电缆带电核线仪，其特征在于，所述的低频信号发射电路采用数字信号发生电路， AD采样电路采样芯片采用AD7609芯片。
9.根据权利要求3或6任一所述的一种直流电缆带电核线仪，其特征在于，所述的微机控制电路采用STM32F413微处理器。
10.使用权利要求1所述的直流电缆带电核线仪的核线方法，其特征在于，核线步骤为：
步骤一、将信号匹配器（3）两端与直流母线（5）的两极电连接，将地线连接固定；
步骤二、将需要核线的直流负荷（8）正负极与信号发射器（1）电连接，地线连接固定，并控制信号发射器（1）发出设定频率信号，发出频率信号后信号发射器（1）的指示灯亮，显示屏上显示发射信号的频率值；
步骤三、将信号接收器（2）上的嵌形电流传感器（22）的嵌形端逐一对待检测端（9）的电缆进行探测，观察信号接收器（2）上的指示灯是否亮起，当指示灯亮起时，说明嵌形电流传感器（22）当前探测的电缆与信号发射器（1）所连接的直流负荷（8）端线缆为同一通路；
步骤四、上一组直流负荷（8）探明线缆后，做好标识，拆除信号发射器（1）并与下一组直流负荷（8）的两极连接，按照步骤二和步骤三进行核线，直到所有线缆探测完毕。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210629 |