一种就地化保护变电站单端预制电缆自动校线装置及其实现方法与流程

本发明涉及测试领域，特别是涉及一种就地化保护变电站单端预制电缆自动校线装置及其实现方法。

背景技术：

目前，国内大量新建变电站采用“常规互感器+合并单元”方案，继电保护系 统传输环节多，整组动作时间较常规保护长 8-10ms，保护“速动性”大幅降低；合并单元、智能终端等公共设备故障率高（为常规保护2倍以上），单一设备故障往往造成多套保护不正确动作，继电保护的“可靠性”得不到保障。减少传输环节，主保护和开关控制采用电缆直采直跳，将二次设备就地化安装成为继电保护新的发展趋势。就地化二次设备对外连接均采用标准连接器，外部接线采用单端预制电缆连接，以实现更换式检修。

变电站电缆接线的检查工作是调试过程中的重要环节，是一项耗时耗力的工作，常采用人工校线的方法。人工校线需要用到对讲机（电话）、万用表（校线灯）等工具，至少需要2人参与，易出错且效率低。如何高效、快速、准确地完成校线工作，提高现场调试施工的效率，减轻调试人员的工作量，同时提高二次系统的调试质量，成为迫切需要解决的问题。

就地化保护变电站大量使用单端预制电缆，给调试工作带来了巨大的挑战。为顺应就地化保护变电站的发展趋势，提高施工建设的自动化程度，需要对就地化保护变电站单端预制电缆研发一种自动校线装置。单端预制电缆标准连接器的使用，也为实现校线自动化提供了可能。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种就地化保护变电站单端预制电缆自动校线装置及其实现方法，用以提高现场调试施工的效率，减轻调试人员的工作量，同时提高二次系统的调试质量。

本发明采用以下方案实现：一种就地化保护变电站单端预制电缆自动校线装置，配置自动校线主机、测试电缆和辅助测试头；

所述自动校线主机配置有一控制器、n路开出量电路和一液晶显示屏，n为待测电缆芯数；

所述测试电缆为一条n+1芯的测试输出电缆，连接主机n路开出量信号和开出信号公共端，所述开出信号公共端与控制器参考地GND相连，各线芯外端连接插针或鳄鱼夹；

所述辅助测试头采用圆形预制电缆连接器，提供m个插孔，其排列顺序与待测单端预制电缆连接器一致，并具有防插错功能；其内部配置控制器，m个插孔通过光电隔离模块接入控制器开关量输入端子；其外部配置一接线公共端，该公共端与控制器参考地GND相连，其中m≤n;

将所述测试电缆与待校预制电缆端子排接线侧连接，所述辅助测试头与待校预制电缆连接器连接，所述自动校线主机的公共端与所述辅助测试头的公共端通过连接线与大地连接；所述自动校线主机与所述辅助测试头的通信COM口通过通信链路建立连接；

所述自动校线主机的控制器内置自动校线程序，测试程序启动后，所述自动校线主机依次开出硬接点测试信号，辅助测试头将所接收到硬接点开入信号通过通信链路回传至所述自动校线主机，所述自动校线主机通过对比开出接点信息和通信链路所接收到的信息判断所测电缆线芯接线情况，并在液晶屏显示校线结果。

进一步地，所述自动校线主机设置工作电源VCC1。

进一步地，所述辅助测试头设置工作电源VCC2。

进一步地，所述自动校线主机或辅助测试头的控制器为单片机、DSP或PLC。

进一步地，所述通信链路为以太网通信、串口通信或无线通信。

进一步地，所述自动校线主机的n路开出量的上端通过电阻R_s1与电源VCC1相连，各路开出量的下端与n路测试电缆对应连接。

进一步地，所述辅助测试头各光电隔离模块的正输入端与对应插孔连接，负输入端均与辅助测试头的控制器参考地GND连接；输出量的上端通过电阻R_s2与电源VCC2连接，各输出量的下端与控制器对应开入量DI端子连接。

进一步地，所述辅助测试头的插孔数m根据所测试的预制电缆型号进行选择，m的典型数目为12、16、18、21。

进一步的，所述单端预制电缆自动校线装置可用于电缆生产商厂内测试或就地化保护变电站现场调试。

在本发明中，所述的就地化保护变电站单端预制电缆自动校线装置的实现方法，包括以下步骤：

步骤S1：所述自动校线主机与所述辅助测试上电后进行设备自检，所述自动校线主机所述辅助测试头建立通信连接，进入准备就绪阶段；

步骤S2：在校线开始前，设定待测电缆的芯数m，所述自动校线主机按照1至m的顺序逐一闭合开出量，发送校线信号给辅助测试头；

步骤S3：所述自动校线主机通过通信链路接收辅助测试头回传信号，若没有收到信号，则判定线芯断线；若所接收到的信号不唯一，则判定该线芯与其他线芯存在短路现象；若回传的信号和所发出的校线序号不一致，则判定线芯存在交叉现象；只有接收到唯一的回传信号，并且与所发校线需要一致，才判定该线芯接线正确；

步骤S4：所述自动校线主机在液晶屏显示校线结果。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1）采用主机和辅助测试头分体设计、单独配置控制器的方案，有效提高了校线的准确性，也降低了校线程序的开发难度。

2）辅助测试头单独设计，连接器型号可自由选择，提高了自动校线装置在就地化保护变电站的通用性和适用性；连接器采用标准型号，具备防错插功能，有效较低了操作失误的概率。

3）校线过程采用单一回路核对方法，模拟人工校线，可全面检验电缆线芯断线、短路、交叉等情况，校线结果更加可靠。

4）对单端预制电缆实现全自动校线，提高了校线的工作效率，节省了人力、物力成本，对降本增效效果显著。

5）校线过程完全由装置完成，减少了人为操作失误带来的调试问题，调试工作质量得到有效提升。

附图说明

图1是本发明的主机和辅助测试头接线电路图。

图2是本发明的主机自动校线流程图。

图3是本发明的辅助测试头自动校线流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

就地化保护变电站大量采用单端预制电缆连接就地化保护设备和接线端子箱，单端预制电缆在生产、安装过程中容易出现错线、断线、短路等情况，需要对其线芯的接线情况进行全面校对。单端预制电缆采用标准连接器，给人工校线带来不便，加之单端预制电缆数量庞大，现场快速完成电缆校线工作难度较大。

如图1所示，本实施例提供一种就地化保护变电站单端预制电缆自动校线装置，配置自动校线主机、测试电缆和辅助测试头；

自动校线主机配置控制器、n路开出量电路和一液晶显示屏，n为待测电缆芯数；

测试电缆为一条n+1芯的测试输出电缆，连接主机n路开出量信号和开出信号公共端（与控制器参考地GND相连），各线芯外端可连接插针或鳄鱼夹；

辅助测试头采用圆形预制电缆连接头，提供m（m≤n）个插孔，其排列顺序与待测单端预制电缆连接器一致，并具有防插错功能；其内部配置控制器，各插孔（m个）通过光电隔离模块（OP）接入控制器开关量输入端子；其外部配置一接线公共端，该公共端与控制器参考地GND相连；

将自动校线装置测试电缆与待校预制电缆端子排接线侧连接，辅助测试头与预制电缆连接器连接，自动校线主机公共端和辅助测试头公共端通过连接线或大地连接；主机与辅助测试头通信COM口通过通信链路建立连接；

主机控制器内置自动校线程序，测试程序启动后，其依次开出硬接点测试信号，辅助测试头将所接收到硬接点开入信号通过通信链路回传至主机，主机通过对比开出接点信息和通信链路所接收到的信息判断所测电缆线芯接线情况，并在液晶屏显示校线结果。

在本实施例中，具体的，主机设置工作电源VCC1，辅助测试头设置工作电源VCC2，主机或辅助测试头控制器为单片机、DSP或PLC。

在本实施例中，通信链路为以太网通信、串口通信或无线通信。

在本实施例中，主机n路开出量的上端通过电阻R_s1与电源VCC1相连，各路开出量的下端与n路测试电缆对应连接。

在本实施例中，辅助测试头各光电隔离模块（OP）的输入“+”端与对应插孔连接，输入“-”端均与辅助测试头的控制器参考地GND连接；输出量的上端通过电阻Rs2与电源VCC2连接，各输出量的下端与控制器对应开入量DI端子连接。

在本实施例中，辅助测试头插孔数m可根据所测试的预制电缆型号进行选择，m的典型数目为12、16、18、21。

在本实施例中，单端预制电缆自动校线装置，可用于电缆生产商厂内测试或就地化保护变电站现场调试。

在本实施例中，所述主机上电后即自动进入工作状态，其自动校线流程如图2所示。主机上电后，首先完成设备的自检，然后需要和辅助测试头建立通信连接，之后便进入准备就绪阶段。在校线开始前，需要设定待测电缆的芯数m，手动开始后，主机按照1~m的顺序逐一闭合开出量，发送校线信号给辅助测试头。之后，主机通过通信链路接收辅助测试头回传信号，若没有收到信号，说明线芯断线；若所接收到的信号不唯一，则表明该线芯与其他线芯存在短路现象；若回传的信号和所发出的校线序号不一致，则说明线芯存在交叉现象；只有接收到唯一的回传信号，并且与所发校线需要一致，才判定该线芯接线正确。

在本实施例中，所述辅助测试头上电后即自动进入工作状态，其自动校线流程如图3所示。辅助测试头上电后，首先完成设备的自检，然后需要和主机建立通信连接，之后便进入准备就绪阶段。之后，辅助测试头实时检测开入量，并将开入量信息实时回传至主机。

实际操作时，用户首先需要进行连线，其步骤包含：1）将测试电缆按照序号用插针或鳄鱼夹连接至待测预制电缆的端子排侧；2）选择适合待测电缆的辅助测试头并插入待测预制电缆连接器；3）将主机公共端和辅助测试头公共端通过连接线或是将二者公共端均接地。其次，用户需要设定测电缆的芯数m。最后，手动启动开始校线命令，自动校线装置将自动完成校线并显示结果。

采用本自动校线装置开展预制电缆的校线工作，可由一人独立完成；整个校线耗时主要为校线装置接线时间，而启动校线程序后，自动校线过程可在1秒内完成。相比人工校线至少需要2人完成，其工作效率至少提高50%；在线芯数较多的场合，其优势更加明显。

本自动校线装置可替代人工操作，自动完成机械的、重复性高的校线工作，可大幅提高现场调试施工的效率，减轻调试人员的工作量，同时提高校线质量。

本自动校线装置可用于电缆生产商厂内测试或就地化保护变电站现场调试。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。