CN113391098A - 一种光差保护同轴电缆通道控制装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光差保护同轴电缆通道控制装置及其控制方法，包括切换装置，切换装置通过接头接入口连接到同轴电缆，通过测试接口连接到测试仪。本发明实现同轴电缆中心导电体、屏蔽层的金属导电连接（短接）功能，以及通道的本侧及对侧自环功能，操作方便简单，接触稳定可靠。提高工作质量和效率，以达到可靠、快速测试的目的，减少50%的人力投入。
Description
技术领域
本发明属于断路器高压电气试验接线设备技术领域，涉及一种光差保护同轴电缆通道控制装置及其控制方法。
背景技术
在电力系统输电线路继电保护中，纵联差动保护作为110kV及以上电压等级输电线路的主保护，为保证电力系统的安全稳定运行、提高系统的运行可靠性发挥了巨大作用。为了满足纵连差动保护对可靠性的高要求，通常使用光纤专用通道以及光纤复用通道两种通信方式。且以复用通道作为长距离输电线路差动保护的主要通信通道已得到了广泛的应用。目前输电线路差动保护复用通道如图1所示，本侧变电站光差保护装置通过光纤与通信接口装置连接，通信接口装置通过同轴电缆与SDH设备连接，另外一侧变电站侧光差保护同轴电缆通道与此相同，传输速率为2048kbit/s（即2M），通常称为2M通道，其通道的可靠性严重影响着输电线路的安全稳定运行。
光差保护装置至SDH设备接口部分运维属于继电保护专业管理，变电站中通信接口装置与SDH设备有的安装于同一通讯机房，有的安装于不同通讯机房，同轴电缆长度5至20米不等，目前同轴电缆主要通过L9和BNC两种型号接头与通信接口装置、SDH设备连接。
同轴电缆的新装、检修、更换需要工作人员将同轴电缆焊接至L9或BNC型的接头中。为保证同轴电缆通道的可靠性，现场常使用万用表对焊接完毕的同轴电缆通道进行测试以确认施工工艺满足规程要求及确保通道的完好情况。
传统测试方法如图2所示，工作人员A在一端负责使用铜线短接同轴电缆接头中心铜芯导体与同轴电缆接头屏蔽层外壳，工作人员B在另一端使用万用表测量同轴电缆接头中心铜芯与同轴电缆接头屏蔽层外壳导电通断情况及其电阻值，确保通道可靠完好才允许投入运行。
传统测试方式存在的问题有：
①在工程中同轴电缆核查及通断测试工作中，由于同轴电缆接头体积较小，接头本身连接处为封闭结构，可操作空间较小，传统方式使用铜线进行短接，操作极为不便，操作困难，尤其在有多根同轴电缆需要测试时，测试时间长。
②传统工作方式存在短接接触不良、同轴电缆接头虚焊等情况，无法稳定可靠对同轴电缆通道本身完好性进行测试，测试准确率不高。
③现场至少需要两人良好的配合，通道距离较远时采用电话沟通。但通讯室由于规程上有信号屏蔽的要求，因此在通讯室内往往存在电话信号较差或者无信号的现象，这给现场作业带来了极大的不便。若通过增加人员增加通讯设备来保证工作的完成，则会导致工作效率低下，工作成本增加。
④因人力成本原因，传统工作方式往往会导致工作现场存在现场作业无监护的情况，给现场作业带来了安全隐患。
同轴电缆接头焊接好以后，需要做通道的站内通道及差动保护试验，通道新建调试、缺陷处理、保护定检等需要做双站的通道及差动保护联调试验，以确保通道的安全可靠，以上试验需要通过通道自环及直通开展相关试验，目前通道自环存在以下问题：
①现场通道自环在如SDH设备接口处实现。图2 L9接头虽然能通过屏上接头实现本侧及对侧自环，但是需要拆下U型L9直通接头，U型L9直通接头处空间狭小，操作费力费时。
②图3 BNC接头无法通过原有设备实现自环，需额外通过外接BNC直通接头短接实现；现场无直通接头时通过铜丝短接，操作困难，而且短接不可靠。
③SDH设备接口处同轴电缆繁多，反复的拆接线，容易发生误碰、误拆线等情况。
针对以上问题进行总结：传统的同轴电缆通道的试验费时费力，人力、物力投入较多，为克服上述不足，十分有必要研制一种便捷、可靠、高效的装置来解决这些问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种光差保护同轴电缆通道控制装置及其控制方法，以解决现有技术中存在的技术问题。
本发明采取的技术方案为：一种光差保护同轴电缆通道控制装置，包括切换装置，切换装置通过接头接入口连接到同轴电缆，通过测试接口连接到测试仪。
优选的，上述切换装置包括开关K1、开关K2、开关K3、开关K4、开关K5、开关K6、开关K7、开关K8、开关K9、开关K10、开关K11、开关K12、开关K13、开关K14、开关K15、开关K16和开关K17；
其中，开关K1和开关K4一端均连接到测试接口A1，另一端分别连接到接收接口TR1和发送接口TX1，开关K2与开关K3和试切换电路开关K5与开关K6一端分别连接到接收接口TR1和发送接口TX1，开关K2和开关K5另一端分别连接到测试接口A2和测试接口A3，试切换电路开关K3和开关K6另一端连接到测试接口A1；
开关K7和开关K10一端均连接到测试接口B1，另一端分别连接到接收接口TR2和发送接口TX2，开关K8与开关K9和试切换电路开关K11与开关K12一端分别连接到接收接口TR1HE 发送接口TX2，开关K8和开关K11另一端分别连接到测试接口B2和测试接口B3，试切换电路开关K9和开关K12另一端连接到测试接口B1；开关K17、开关K14和开关K16分别安装在测试接口A1与测试接口B1、测试接口A2与测试接口B2和测试接口A3与测试接口B3之间，开关K13和开关K15分别安装在测试接口A2与测试接口A3之间和测试接口B2与测试接口B3之间。
优选的，上述接头接入口通过转换接头连接不同型号的同轴电缆。
优选的，上述测试接口通过测试线笔连接到测试仪。
优选的，上述一种光差保护同轴电缆通道控制装置的控制方法，该方法包括同轴电缆通道单线测试方法、同轴电缆通道自环测试方法、同轴电缆通道通断和电阻测试方法以及光差保护通道测试方法。
优选的，上述同轴电缆通道单线测试方法为：将同轴电缆通过接头接入接口RX1，闭合开关K1与开关K3，快速完成单根2M线内芯与屏蔽层的短接，利用短接功能，同轴电缆线另外一端（如何实现另外端接入）接入接口RX1，闭合开关K1与开关K2，利用万用表通过测试接口A1和测试接口A2即可进行单根2M线的通断、绝缘测试。
优选的，上述同轴电缆通道自环测试方法为：将同轴电缆通道的收发两根线缆通过接入接口RX1、接入接口TX1接入，闭合开关K1、开关K4，闭合开关K2、开关K5、开关K13，实现通道自环功能。
优选的，上述同轴电缆通道通断和电阻测试方法为：利用单通道自环功能，2M线本端接入接入接口RX1、接入接口TX1，另外一端则相应接入接入接口TX1、接入接口RX2，闭合开关K4、开关K5，闭合开关K7、开关K8，可通过测试接口A1、测试接口A3做数据发送2M线通断、电阻的测试，通过测试接口B1、测试接口B2做数据接收2M线的通断、电阻的测试。
优选的，上述光差保护通道测试方法为：利用单通道自环功能，通过接入接口RX1、接入接口TX1，闭合K1、K2、K4、K5、K13，实现本侧变电站保护装置通道的自环；通过接入接口RX2、接入接口TX2，闭合开关K7、开关K8、开关K10、开关K11、开关K15，实现配合对侧变电站保护装置通道环路测试，通过接入接口RX1、接入接口TX1、接入接口RX2、接入接口TX2，闭合开关K1、开关K4、开关K17、开关K7、开关K10、开关K2、开关K14、开关K8、开关K5、开关K16、开关K11，实现两个变电站通道直通联调测试。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明实现同轴电缆中心导电体、屏蔽层的金属导电连接（短接）功能，以及通道的本侧及对侧自环功能，操作方便简单，接触稳定可靠。提高工作质量和效率，以达到可靠、快速测试的目的，减少50%的人力投入。
附图说明
图1是光差保护2M通道示意图；
图2是传统测试方式示意图；
图3是同轴电缆通道控制装置原理图；
图4是同轴电缆线单线短接图；
图5是单通道自环图；
图6是单通道自环测试图；
图7是通道双侧自环测试图；
图8是通道直通测试图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
实施例1：如图3-图8所示，一种光差保护同轴电缆通道控制装置，包括切换装置，切换装置通过接头接入口连接到同轴电缆，通过测试接口连接到测试仪。同轴电缆通道可根据测试需要接入以上接口，接口与装置绝缘。以上接口本装置设计为常用的L9接头，其他型号接头的接入可通过相应的转换接头接入即可。该装置可同时满足两组通道或者一组通道的本侧和对侧双向调试，，根据测试项目要求改变电路导通情况。
通过切换装置，一次性将测试通道线接到控制装置接口，通过控制装置的电路切换，快速可靠地完成对同轴电缆通道的通断、自环等状态切换。缩短操作时间，提高工作效率。
优选的，如图3所示，上述切换装置包括开关K1、开关K2、开关K3、开关K4、开关K5、开关K6、开关K7、开关K8、开关K9、开关K10、开关K11、开关K12、开关K13、开关K14、开关K15、开关K16和开关K17；
其中，开关K1和开关K4一端均连接到测试接口A1，另一端分别连接到接收接口TR1和发送接口TX1，开关K2与开关K3和试切换电路开关K5与开关K6一端分别连接到接收接口TR1和发送接口TX1，开关K2和开关K5另一端分别连接到测试接口A2和测试接口A3，试切换电路开关K3和开关K6另一端连接到测试接口A1；
开关K7和开关K10一端均连接到测试接口B1，另一端分别连接到接收接口TR2和发送接口TX2，开关K8与开关K9和试切换电路开关K11与开关K12一端分别连接到接收接口TR1HE 发送接口TX2，开关K8和开关K11另一端分别连接到测试接口B2和测试接口B3，试切换电路开关K9和开关K12另一端连接到测试接口B1；开关K17、开关K14和开关K16分别安装在测试接口A1与测试接口B1、测试接口A2与测试接口B2和测试接口A3与测试接口B3之间，开关K13和开关K15分别安装在测试接口A2与测试接口A3之间和测试接口B2与测试接口B3之间，E接口为装置接地接口。
优选的，上述接头接入口通过转换接头连接不同型号的同轴电缆。
优选的，上述测试接口通过测试线笔连接到测试仪。
实施例2：一种光差保护同轴电缆通道控制装置的控制方法，该方法包括同轴电缆通道单线测试方法、同轴电缆通道自环测试方法、同轴电缆通道通断和电阻测试方法以及光差保护通道测试方法。
其中，如图4-5所示，同轴电缆通道单线测试方法为：将同轴电缆通过接头接入接口RX1，闭合开关K1与开关K3，快速完成单根2M线内芯与屏蔽层的短接，利用短接功能，同轴电缆线另外一端（如何实现另外端接入）接入接口RX1，闭合开关K1与开关K2，利用万用表通过测试接口A1和测试接口A2即可进行单根2M线的通断、绝缘测试。
如图6所示，同轴电缆通道自环测试方法为：将同轴电缆通道的收发两根线缆通过接入接口RX1、接入接口TX1接入，闭合开关K1、开关K4，闭合开关K2、开关K5、开关K13，实现通道自环功能。
如图7所示，同轴电缆通道通断和电阻测试方法为：利用单通道自环功能，2M线本端接入接入接口RX1、接入接口TX1，另外一端则相应接入接入接口TX1、接入接口RX2，闭合开关K4、开关K5，闭合开关K7、开关K8，可通过测试接口A1、测试接口A3做数据发送2M线通断、电阻的测试，通过测试接口B1、测试接口B2做数据接收2M线的通断、电阻的测试。
如图8所示，光差保护通道测试方法为：利用单通道自环功能，通过接入接口RX1、接入接口TX1，闭合K1、K2、K4、K5、K13，实现本侧变电站保护装置通道的自环；通过接入接口RX2、接入接口TX2，闭合开关K7、开关K8、开关K10、开关K11、开关K15，实现配合对侧变电站保护装置通道环路测试，通过接入接口RX1、接入接口TX1、接入接口RX2、接入接口TX2，闭合开关K1、开关K4、开关K17、开关K7、开关K10、开关K2、开关K14、开关K8、开关K5、开关K16、开关K11，实现两个变电站通道直通联调测试。
通过上述创新方法的应用，同轴电缆通道控制装置研制成功后，与之前的测试接线方式相比，可以解决原测试方式下短接不可靠，自环费时费力等问题，实现可靠、快速测试的目的。减少人员投入、提升工作效率。本发明有如下优点
（1）一次性接线，完成同轴电缆通道各项试验时，只需通过控制装置的切换，就能快速完成短接、自环操作的功能，操作方便，缩短测试时间，提高试验效率；
（2）该装置避免了原工作方式短接、自环不可靠的问题，保证测试数据的准确性；
（3）该装置功能丰富，可快速的转换不同的电路连接关系，满足多种不同试验项目的要求；
（4）控制装置面板上绘制的切换回路图，便于员工随时掌握各种试验项目下的接线要求，便于对员工的教学，规范试验项目的测试。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种光差保护同轴电缆通道控制装置，其特征在于：包括切换装置，切换装置通过接头接入口连接到同轴电缆，通过测试接口连接到测试仪。
2.根据权利要求1所述的一种光差保护同轴电缆通道控制装置，其特征在于：切换装置包括开关K1、开关K2、开关K3、开关K4、开关K5、开关K6、开关K7、开关K8、开关K9、开关K10、开关K11、开关K12、开关K13、开关K14、开关K15、开关K16和开关K17；
其中，开关K1和开关K4一端均连接到测试接口A1，另一端分别连接到接收接口TR1和发送接口TX1，开关K2与开关K3和试切换电路开关K5与开关K6一端分别连接到接收接口TR1和发送接口TX1，开关K2和开关K5另一端分别连接到测试接口A2和测试接口A3，试切换电路开关K3和开关K6另一端连接到测试接口A1；
开关K7和开关K10一端均连接到测试接口B1，另一端分别连接到接收接口TR2和发送接口TX2，开关K8与开关K9和试切换电路开关K11与开关K12一端分别连接到接收接口TR1HE发送接口TX2，开关K8和开关K11另一端分别连接到测试接口B2和测试接口B3，试切换电路开关K9和开关K12另一端连接到测试接口B1；开关K17、开关K14和开关K16分别安装在测试接口A1与测试接口B1、测试接口A2与测试接口B2和测试接口A3与测试接口B3之间，开关K13和开关K15分别安装在测试接口A2与测试接口A3之间和测试接口B2与测试接口B3之间。
3.根据权利要求1所述的一种光差保护同轴电缆通道控制装置，其特征在于：接头接入口通过转换接头连接不同型号的同轴电缆。
4.根据权利要求1所述的一种光差保护同轴电缆通道控制装置，其特征在于：测试接口通过测试线笔连接到测试仪。
5.根据权利要求1所述的一种光差保护同轴电缆通道控制装置的控制方法，其特征在于：该方法包括同轴电缆通道单线测试方法、同轴电缆通道自环测试方法、同轴电缆通道通断和电阻测试方法以及光差保护通道测试方法。
6.根据权利要求5所述的一种光差保护同轴电缆通道控制装置的控制方法，其特征在于：同轴电缆通道单线测试方法为：将同轴电缆通过接头接入接口RX1，闭合开关K1与开关K3，快速完成单根2M线内芯与屏蔽层的短接，利用短接功能，同轴电缆线另外一端接入接口RX1，闭合开关K1与开关K2，利用万用表通过测试接口A1和测试接口A2即可进行单根2M线的通断、绝缘测试。
7.根据权利要求5所述的一种光差保护同轴电缆通道控制装置的控制方法，其特征在于：同轴电缆通道自环测试方法为：将同轴电缆通道的收发两根线缆通过接入接口RX1、接入接口TX1接入，闭合开关K1、开关K4，闭合开关K2、开关K5、开关K13，实现通道自环功能。
8.根据权利要求7所述的一种光差保护同轴电缆通道控制装置的控制方法，其特征在于：同轴电缆通道通断和电阻测试方法为：利用单通道自环功能，2M线本端接入接入接口RX1、接入接口TX1，另外一端则相应接入接入接口TX1、接入接口RX2，闭合开关K4、开关K5，闭合开关K7、开关K8，可通过测试接口A1、测试接口A3做数据发送2M线通断、电阻的测试，通过测试接口B1、测试接口B2做数据接收2M线的通断、电阻的测试。
9.根据权利要求7所述的一种光差保护同轴电缆通道控制装置的控制方法，其特征在于：光差保护通道测试方法为：利用单通道自环功能，通过接入接口RX1、接入接口TX1，闭合K1、K2、K4、K5、K13，实现本侧变电站保护装置通道的自环；通过接入接口RX2、接入接口TX2，闭合开关K7、开关K8、开关K10、开关K11、开关K15，实现配合对侧变电站保护装置通道环路测试，通过接入接口RX1、接入接口TX1、接入接口RX2、接入接口TX2，闭合开关K1、开关K4、开关K17、开关K7、开关K10、开关K2、开关K14、开关K8、开关K5、开关K16、开关K11，实现两个变电站通道直通联调测试。
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