专利名称：一种接线判别装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种接线判别装置和方法，特别是解决诸如电能表之类的计量装置安装过程中判别引线定义的装置和方法。
背景技术：
在工程中，经常会有很多线绑扎在一起，分不清线头的定义。特别是带CT的三相电能表。图1是配电站互感器与电能表接线的示意图。其中，标号1表示接线源端，标号2表示接线表端，AI+、AU、AI-、BI+、BU、BI-、CI+、CU和CI-分别是A相电流进线、A相电压线、A相电流出线、B相电流进线、B相电压线、B相电流出线、C相电流进线、C相电压线和C相电流出线。CT是互感器。在接线时，由于电能表接线是在停电状态下完成的，一旦其中的导线接错，通电后改接很困难且有危险。
目前检查接线的装置和方法是使用三用表电阻测量档或通断声响器进行判定，简易的三用表测量电阻的方法检查，不仅在实施上不方便，还会因为其中互感器等直流电阻很小而造成误判。这些方法不仅判断起来很不方便，而且还容易误判，特别当存在导线短接时或导线间串有电感时误判率很高。
发明内容
本发明的目的是提供一种使用方便、能准确判断引线定义的装置和方法。
本发明的进一步目的是提供即使引线被短接也能判别出短接线号的装置和方法。
根据第一方面，本发明提供一种用于判别多个接线的接线判别装置，所述接线判别装置包括发信装置，其包括多个信号输出端，分别输出具有不同特征要素的脉冲信号，每个所述信号输出端分别和所述多个接线中的一个接线的一端相连；收信装置，具有一个或多个输入端，接收输入信号，并且对输入信号进行处理；当一个所述输入端连接到所述多个接线之一的另一端时，收信装置从在该输入端接收的信号中提取所述特征要素，由此判别该接线。
发信装置在每个输出端输出的具有不同特征要素信号中的特征要素，可以是不同频率的方波，可以是不同相位的方波，也可以是在一个周期内连续发出不同数量的方波。
在第一方面中，优选地，所述发信装置包括基准频率单元和第一处理器单元，所述第一处理器单元根据来自基准频率单元的基准频率信号，产生所述具有不同特征要素的脉冲信号；所述收信装置包括模数转换器和第二处理器单元，所述模数转换器将输入信号采样为数字信号，所述第二处理器单元将数字信号中的特征要素提取出来。
优选地，所述特征要素可以是指脉冲信号的频率不同，可以是脉冲信号的相位不同，可以是在一个重复周期内的脉冲个数不同。
优选地，所述多个接线中的至少一个接线包括电感负载。进一步优选地，所述电感负载是互感器。
所述导线可以是在互感器和电能表之间的连接导线。
根据第二方面，提供一种用于判别多个接线的接线判别方法，所述方法包括向所述多个接线的每个接线的一端发送有不同特征要素构成的脉冲信号；在连接到所述多个接线之一的另一端接收信号，并且从中提取所述特征要素，由此判别该接线。
在第二方面中，优选包括基于电平叠加原理，判断是否多个接线中的一个或多个短接。
所述判别结果可以在包括液晶显示装置在内的显示器上显示。
采用本发明的装置和方法能够实现对各类(单相、三相三线、三相四线；带互感器)计量装置在不通电的情况下对其接线的正确性进行侦测；能够检测计量装置可能出现的各种接线错误，如电流互感器极性反接、短接、断接以及A、B、C三相之间相互混接等；能够对检测结果以简明易懂的方式进行显示；装置小巧轻便，便于携带和使用，使用电池供电，以便在施工的现场使用。
下面将参照附图对本发明进行更详细的说明，其中图1是配电站与电能表接线的示意图；图2是根据本发明的一个实施例的接线判别装置的组成框图；图3是图2所示的发信装置的功能框图；
图4是图2所示收信装置的功能框图；图5是发信端产生的波形的示意图；图6是在3号线、5号线和8号线短接的情况下，收信端的信号波形的示意图；以及图7是在接线过互感器时，以2号线、6号线过互感器为例，收信端的信号波形的示意图。
具体实施例方式
下文以判断配电站和电能表之间的接线为例，对本发明的实施例进行具体描述。
一、接线判别装置的组成图2是根据本发明的一个实施例的接线判别装置的组成框图。如图2所示，接线判别装置由两个单元组成，分别是发信装置和收信装置。图中的信号线即被检测装置的线束。发信装置的输出端通过例如1-N个线夹连接到信号线1-N各自的同一端上，信号线1-N中一个信号线的另一端和收信装置的输入端相连。这里，N可以是大于1的任意整数。
图3是图2所示的发信装置的功能框图。发信装置包括一个基准频率发生单元和发信单片机单元。发信单片机单元根据基准频率发生单元产生的基准频率信号，在例如N个测试线上分别产生N个周期相同、每周期中脉冲个数不同的波形。所产生的信号通过信号线传输到收信端，以供收信单片机单元判断之用。
图4是图2所示收信装置的功能框图。该收信装置包括A/D转换器、收信单片机单元和液晶显示装置。来自发信装置的信号通过信号线1-N中的一个信号线输入A/D转换器中。A/D转换器对输入信号进行模数转换，使电平值成为数字量。转换后的数字信号送入收信单片机单元判断线号，最后将结果送液晶显示装置显示。另外，如果需要同时判断多个信号线，可以采用多个A/D转换器对来自多个信号线的多个输入信号进行模数转换，然后由收信单片机单元处理。
二、接线判别装置的工作过程本发明的接线判别装置适用于检测两端有一定距离捆扎在一起的线束。尤其是电能表安装时三相电流线需要通过互感器，且与电压线捆扎在一起，表端很不好判断究竟是哪根线，使用传统的量电阻方法又容易造成误判。使用本发明的接线判别装置可以清楚地判断出是哪根线，有短接时也有明确指示。
以被检测装置是三相电流表的情况为例，此时信号线数N为9。测量时，发信端的9个测试线夹分别夹在三相互感器一次侧和二次侧两端(分别对应电能表的电流线进/出端、电压线)，公共地线夹在零线上，开启发信端电源。收信端将公共地线夹在零线上，信号线夹在待检测的三相电压、电流线的任意一根上，开启收信端电源。液晶屏上将显示出测量结果。可以在显示的同时或者另行给予声响提示。重复上面的步骤，可以一一测试出9根线。如果在线束中由于绝缘层损坏或其它原因导致某些线短接，本装置也可以测量并显示出来，及早发现隐患以得到及时处理。
三、接线判别装置的工作原理本发明装置主要利用电平信号的叠加原理进行工作。图5是在三相电流表的情况下发信端产生的波形的示意图。如图5所示，发信端的九个测试线夹上分别有周期相同，每周期脉冲个数各异的信号，判断的情形有以下三种1、没有短接的情况下，在收信端收到的是同一个电平高度的数个脉冲，分别检测每周期中有多少个脉冲即可判断是哪根线。
2、有短接的情况下电平将进行叠加，呈现1/2VDD、3/5VDD等电平，通过AD转换器可以转换成数字量进行判断。例如，3号线、5号线和8号线短接了，信号将呈如图6所示的状态。该信号通过AD转换器可以识别出三个呈阶梯状的电平。在单片机的软件中识别电平有跳变时的脉冲计数值，可以判断出是哪三根线短接了，进而得出结论并送液晶显示。
3、两线过互感器(或其它电感负载)时，以2号线、6号线过互感器为例，信号如图7所示。
由于互感器的影响，2号线第三个脉冲开始基线上移，6号线从第三个脉冲开始基线下移。基线上移幅度不是很大，软件处理一下即可，而基线下移信号困扰就比较大。由于单片机中的AD转换器基准低电平为0，基线下移的信号通过AD转换器后，峰值下降，一旦下降过多就会形成伪跳变，造成软件误判。例如上面6号线信号容易判断成2、6号线短接。本发明中具体问题具体分析，通过大量的试验和理论分析，寻求到合适的分类方法和分界点，判断出线号，最后送液晶显示。
四、装置的硬件组成本发明装置的发信端单片机可以采用例如意法半导体公司的ST6230单片机，收信端单片机可以采用例如PIC16F873A单片机。它们均可3V供电，功耗低，抗干扰性好，非常适用于该产品。
在另一个实施例中，发信装置产生具有不同特征要素的脉冲信号并且将信号施加到各接线的一端上。收信装置具有存储装置，用于存储所述不同的特征要素。收信装置的输入端连接到待测一个接线的另一端。当接收到来自待测接线的信号时，收信单片机从其中提取特征要素，并且将提取出的特征要素和所存储的特征要素进行比较，由此判断接线的序号，并且基于电平叠加原理判断接线间是否短路。需要指出，这里所述的特征要素可以是指脉冲信号中各脉冲的个数、排列和脉冲电平，如图5示意的那样，还可以是其它各种类型的波形图案，只要在判断过程中能够充分区分不同线束即可。
需要指出，相关领域的技术人员很容易对本发明的应用形式做出各种组合的应用。
例如，本发明以互感器为例进行了描述，但应不限于此，可适用于除互感器以外的其它电感负载以及没有电感负载的情形。
此外，单片机也可以是各种类型的处理器，比如微型处理器。
此外，也可以采用显示装置以外的其它感知方式，比如扬声器，将判别结果告知用户。
这样的变化不会被认为偏离本发明的范围，而且所有这样的对熟悉本技术的人来说明显的改变都被确定为包含在下面的权利要求的范围以内。
权利要求
1.一种用于判别多个接线的接线判别装置，所述接线判别装置包括发信装置，其包括多个信号输出端，分别输出具有不同特征要素的脉冲信号，每个所述信号输出端分别和所述多个接线中的一个接线的一端相连；收信装置，具有一个或多个输入端，接收输入信号，并且对输入信号进行处理；当一个所述输入端连接到所述多个接线之一的另一端时，收信装置从在该输入端接收的信号中提取所述特征要素，由此判别该接线。
2.如权利要求1所述的接线判别装置，其特征在于所述发信装置包括基准频率单元和第一处理器单元，所述第一处理器单元根据来自基准频率单元的基准频率信号，产生所述具有不同特征要素的脉冲信号；所述收信装置包括模数转换器和第二处理器单元，所述模数转换器将输入信号采样为数字电平，所述第二处理器单元将数字电平中的特征要素提取出来。
3.如权利要求1所述的接线判别装置，其特征在于所述特征要素是脉冲信号的周期相同，每周期脉冲个数不同。
4.如权利要求1所述的接线判别装置，其特征在于所述收信装置基于电平叠加原理，判断是否多个接线中的一个或多个短接。
5.如权利要求1所述的接线判别装置，其特征在于所述多个接线中的至少一个接线包括电感负载。
6.如权利要求5所述的接线判别装置，其特征在于所述电感负载是互感器。
7.如权利要求6所述的接线判别装置，其特征在于所述接线是互感器和电能表之间的接线。
8.如权利要求1所述的接线判别装置，其特征在于包括显示装置，显示所述判别结果。
9.一种用于判别多个接线的接线判别方法，所述方法包括向所述多个接线的每个接线的一端发送有不同特征要素构成的脉冲信号；在连接到所述多个接线之一的另一端接收信号，并且从中提取所述特征要素，由此判别该接线。
10.如权利要求9所述的接线判别方法，其特征在于所述发信步骤包括根据基准频率信号，产生所述有不同特征要素构成的脉冲信号。
11.如权利要求9所述的接线判别方法，其特征在于所述有不同特征要素的脉冲信号是周期相同，每周期脉冲个数不同的信号。
12.如权利要求9所述的接线判别方法，其特征在于所述接收步骤包括对接收的信号采样。
13.如权利要求9所述的接线判别方法，其特征在于包括根据特征要素的不同，判断是否多个接线中的一个或多个短接。
14.如权利要求9所述的接线判别方法，其特征在于所述多个接线中的至少一个接线包括电感负载。
15.如权利要求14所述的接线判别方法，其特征在于所述电感负载是互感器。
16.如权利要求15所述的接线判别方法，其特征在于所述接线是互感器和电能表之间的接线。
17.如权利要求9所述的接线判别方法，其特征在于包括显示所述判别结果。
全文摘要
本发明提供一种用于判别多个接线的接线判别装置和方法。所述接线判别装置包括发信装置，其包括多个信号输出端，分别输出具有不同特征要素的脉冲信号，每个所述信号输出端分别和所述多个接线中的一个接线的一端相连；收信装置，具有一个或多个输入端，接收输入信号，并且对输入信号进行解调；当所述输入端连接到所述多个接线之一的另一端时，收信装置从在输入端接收的信号中提取所述特征要素，由此判别该接线。本发明的装置和方法能够实现对各类计量装置在不通电的情况下对其接线的正确性进行侦测；检测计量装置可能出现的各种接线错误；对检测结果以简明易懂的方式进行显示；装置小巧轻便，便于携带和使用，使用电池供电，以便在施工的现场使用。
文档编号G01R11/00GK1776440SQ20051013048
公开日2006年5月24日 申请日期2005年12月13日 优先权日2005年12月13日
发明者王风雷, 贾海生, 陈士军, 潘之凯, 王亚利, 朱模麟 申请人:北京潞电电气设备厂