全自动电缆对线器的研制及效益分析

季三易，华 强，田 松，王 胜

（国网安徽省电力公司无为县供电公司，安徽 巢湖 238300）

0 引 言

在变电站施工过程中，二次电缆数量多，对线工作量大，采用传统对线方式速度慢，人力投入大且效率低；工作中不易发现绝缘不好的线芯，稍有疏忽易对错线，轻则影响工作效率，延长工期，重则影响设备运行，导致安全事故[1]。为此，本文设计了一种能有效减少二次电缆对线工作量，提高二次电缆对线效率的全自动电缆对线器[2]。通过实验以及效益分析可知，该装置有效解决了电缆对线工作用人多、易出错、效率低以及存在安全风险等诸多问题。

1 需求分析

变电站现场二次施工遇到的问题主要包括：（1）二次电缆数量多，对线工作量大；（2）对线需要两人一人一边配合进行，过程复杂；（3）对线时，电缆内部绝缘故障不容易发现。基于上述问题，为了帮助现场作业人员更快进行电缆对线工作，更容易发现电缆内部存在的问题，提高电缆对线工作效率，设计了一种利用脉冲信号来判断电缆通断的全自动电缆对线器。

2 全自动电缆对线器

全自动电缆对线器由连接电缆两端的发射器和接收器组成，采用单片机控制，通过编码技术判断电缆连接关系，并通过4.3寸彩色液晶触摸屏进行人机对话、显示测试状态和测试结果。

2.1 发射器

发射器由电源开关、专用充电输入插座、状态指示灯、电池电量指示灯、接地接线柱和电缆连接端子组成，如图1所示。

图1 发射器

电源开关：为发射器整机电源总开关，打开此开关，对应的电池电量指示灯亮。

专用充电输入插座：此插座为DC 4.8 V专用充电器接口，需用配套的专用充电器给电池充电，严禁使用其他电源适配器给电池充电，否则会永久损坏该仪器。

状态指示灯：当测试、就绪均灭时，为准备状态；当发射器和接收器电缆连接正常，接收器检测电缆已连接时，就绪灯亮；当接收器按下测试按钮时，发射器向接收器逐个发射管脚编码，持续时间3 s，发射完毕后进入准备状态。

电池电量指示灯：电池电量共分4档，分别为100%、75%、50%、25%，对应指示灯颜色为绿、蓝、黄、红；当电池电量低于15%时，红灯闪烁，需及时充电。

接地接线柱：此接线柱为接地专用接线柱，使用时发射器和接收器的接地接线柱均需接与同一接地网。

电缆连接端子：此端子排为插拔式接线端子，连接被测试电缆。

2.2 接收器

接收器由触摸显示屏、电源开关、电池电量指示灯、专用充电输入插座、接地接线柱和电缆连接端子组成，如图2所示。

图2 接收器

触摸显示屏：为4.3寸彩色触摸屏，有效显示尺寸95.9 mm×54.7 mm，用于显示和操作接收器的状态和测试结果。

电源开关：为发射器整机电源总开关，打开此开关，对应的电池电量指示灯亮。

电池电量指示灯：电池电量共分4档，分别为100%、75%、50%、25%，对应指示灯颜色为绿、蓝、黄、红；当电池电量低于15%时，红灯闪烁，需及时充电。

专用充电输入插座：此插座为DC 4.8 V专用充电器接口，需用配套的专用充电器给电池充电，严禁使用其他电源适配器给电池充电，否则会永久损坏该仪器。

接地接线柱：此接线柱为接地专用接线柱，使用时发射器和接收器的接地接线柱均需接与同一接地网。

电缆连接端子：此端子排给插拔式接线端子，连接被测试电缆。

2.3 显示器

电缆连接端子排给插拔式接线端子，连接被测试电缆。变电站进行二次施工时，经常需要使用电缆进行电源的传输或者信号传输。由于二次电缆较多，而每根电缆的线芯也较多，容易出现错乱。所以，为了接线的正确性，也为了电网安全，需要进行对线工作。多年来，二次施工电缆对线及测试工作大多需要2～3人进行，其中一人将需要核对的二次线与公共端线路对接，另一人需要用万用表在另一端对每根二次线量通断。对线过程中，需要不停联系。由于二次电缆多、每根电缆的线芯多，导致对线工作量大，也不易发现工作中绝缘不好的线芯，且稍有疏忽还会对错线，轻则影响工作效率，延长工期，重则影响安全生产。

3 最佳方案分解

对最佳方案的组成结构进行分解，得到最佳结构分解图和最佳结构分析表，分别如图3和表1所示。

图3 最佳方案结构分解图

表1 最佳方案结构分析表

4 达到的效果

全自动电缆对线器在室外进行实地测试，自动检测电缆连接状态，只要一键启动，3 s自动显示电缆连接方式，能自动判断电缆短路、断路和通路三种状态；能够在通路情况下，根据接收的不同信号，自动判别电缆两边线路对应的连接情况；使用简单快捷，节省了测试时间，测试安全可靠，大大提高了电缆对线工作的工作效率，达到了预期目标。

5 效益分析

5.1 安全效益

全自动电缆对线器的使用，能够帮助现场作业人员更快进行电缆对线工作，更容易发现电缆内部存在的问题，从而大大提高电缆对线工作的效率，降低电缆对线工作因对线繁琐而错对线、漏对线的不安全因素，大大提高安全效益。

5.2 社会效益

全自动电缆对线器有助于变电站现场作业人员更好地开展对线工作，提高工作效率，提高电网运行稳定性，有助于电网企业更好地服务社会。

5.3 经济效益

相比传统对线方案，对线过程有很大改进，对线步骤简洁，测试时间减少，安全可靠性高，特别是效率，能为电力企业带来积极的经济效益。按照人工成本每小时50元计算，每年需要核对200根电缆为例，可产生的效益为（41×3-15.54×1）/60×50×200=17 910元，减去设备成本800元，实际效益为17 110元。由计算结果可知，全自动电缆对线器具有良好的经济效益。

6 结 语

随着深入开展讨论研究和试验分析，本文完成了全自动电缆对线器的研制，有效解决了二次电缆对线工作繁琐的问题，提高了工作效率，具有很强的实用性，也具备很好的推广价值。