一种交直流低压线缆查线仪的制作和应用

摘 要：当前，社会经济的快速发展推动了电力系统的不断进步，电力事业正朝着智能化方向发展，电网建设水平也逐步提高，这对于更好地满足人们的生产及生活需要起到了巨大的促进作用。随着电力事业的发展，电力系统所承受的压力也越来越大，如何降低故障率和提高故障处理效率成为工作重点。在传统的二次设备线缆故障检修过程中，通常需要切断电源开关，并拆除电源线，以保证检修的安全性，但设备与电源屏之间相隔的距离较远，如果标签脱落或电源线密集，就可能出现拆错线缆的情况，从而导致正在运行的业务中断，增加了电网的运行风险。基于此，研制了一种交直流低压线缆查线仪，并对其电路逻辑及工作原理进行了说明。该工具不仅能够快速对所需要拆除的低压线缆进行识别判断，降低误判风险，还能够提高电源线缆故障处理效率。

关键词：交直流低压线缆;查线仪;识别线缆;不中断查线

1 技术背景和产品概念

电力系统二次专业特别是通信电源检修工作，例如电源设备改造、通信设备电源方式变更，需要拆除退运电源线缆或改接电源线缆等，此过程经常需要将设备电源线缆断电。目前，普遍采取的较为安全的做法为先断开设备侧的电源开关，拆除设备侧电源线，然后根据线缆标签标志及线缆外观识别出电源屏侧需拆除的线缆，再拉下电源屏侧对应开关。但是设备与电源屏往往相隔较远，标签标志脱落、电源线缆密集等因素都会增加电源线缆拆除的工作难度，同时增加误断在运设备电源的风险。

目前，市面上没有可用于识别检测线缆的仪器仪表，因此线缆的核对工作一直是困扰现场作业人员的难题。基于此，本文研制出一套线缆查线装置，可以快速、安全地识别出需拆除的线缆，从技术层面降低误断电源的风险。该装置为交直流低压线缆查线仪（以下简称“查线仪”），其不仅适用于待退运设备的断电操作，同时也能用于日常电源检修，例如在运行设备不断电的情况下的电缆识别及标签标志核对、空载电源线缆查找和识别等。该查线仪可用于220 V以下交直流电源线缆，以及信号采集、线缆监控等。

2 技术原理

线缆由于不能拆除，因此查线仪的检测方案是利用钳形电流表测试该线缆电流的情况。如果采取措施使得该电缆的电流发生周期性变化，即可通过电流钳形表测试观察其显示数值的变化判断出被测线缆。

下面以设备退运线缆拆除工作为例进行分析。首先，在退运设备的本设备电源开关断开的情况下，将查线仪的两个接头分别并接到设备的电源端子，这样查线仪就取代退运设备成为负载;其次，调节查线仪的内阻，使这条被测的电源线上的电流在合适范围内;最后，查线仪通过定时器或者人工手动进行定时通断操作。这时，在配电柜的接线端子处，用钳形电流表测试被测电源线的电流，如果电流表显示相应规律通断的情况，那么即可确定该电源线是退运设备的电源线。

此次研制方案通过555定时器电路实现了查线仪定时通断的动作（图1），该查线仪由1个9 V电池、1个555定时器、2个电阻、2个电容、1个蜂鸣器、1个LED、1个继电器和1个负载组成。该电路可以实现继电器每隔1 s的周期性通断，从而实现检测线缆回路周期性通断。负载部分可以通过内阻调节，生成合适的电流值，便于钳形电流的显示数值的观察。

3 检测原理及操作步骤

本文通过3种应用环境和使用场景对查线仪的检测原理和操作步骤进行分析，分别是：（1）线缆一端带电压，另外一端没有负载的情况;（2）线缆一端带电压，另外一端也带负载，并处在正常运行状态;（3）线缆两端都不带负载和电压。

3.1    拆除退运设备电源线缆

检测步骤：（1）断开退运设备的电源开关;（2）将查线仪的正负极接线接入退运设备电源接线端子的正负极;（3）启动查线仪，产生周期性变化的通断电流;（4）在配电屏侧，使用钳形电流表测试被测线缆的电流。

如果电流表的数值从0到固定值周期变换，即可判断该线缆为退运设备的电源线缆。拆除退运设备电源线缆图如图2所示。

3.2    核对在运设备电源线缆

检测步骤：（1）找到在运设备的电源开关，使用电压表确认正负极和电压等级;（2）将查线仪的正负极接线并接入在运设备电源接线端子的正负极;（3）启动查线仪，产生周期性变化的通断电流;（4）在配电屏侧，使用钳形电流表测试被测线缆的电流。

由于查线仪和在运设备组成并联电路（I线缆=I设备+I仪），所以如果电流表的数值在两个固定值之间周期变换，则该线缆为退运设备的电源线缆。核对在运设备电源线缆图如图3所示。

3.3    核对无连接的线缆

检测步骤：（1）找到需要测试的线缆;（2）并在线缆一端将查线仪的正极接入被测线缆，查线仪的负极接地;（3）启动查线仪，产生周期性变化的通断电流;（4）在线缆另一侧，将线缆接地，使用钳形电流表测试被测线缆的电流。

如果电流表的数值在0和一个固定值之间周期变换，则该线缆为所核对的线缆。核对无连接的线缆图如图4所示。

从上述3种使用场景分析中可以看出，该查线仪基本满足了日常运维的要求，并且能够快速和安全地识别出被测线缆。

4 结语

近几年，电力企业的二次專业中出现多起由于误断在运行的线缆造成的事故事件。经过事故事件的分析发现，最关键的问题就是没有一个高效安全的线缆查线仪。本文所研制的交直流低压线缆查线仪能够很好地解决这个问题。通过多个单位的试点应用，该查线仪大大提高了设备拆除和线缆整改等工作的效率，并且对投运时间长的变电站的二次线缆进行了标签的核对和整改，发现了很多标签脱落和标签错漏的情况。该查线仪很好地消除了这些缺陷，提高了故障处理和缺陷消缺效率，增强了电网的健壮性。在未来的发展过程中，此查线仪工具如果能得到进一步的研究和改进，将可以应用到更多的使用场景中，提高故障处理的效率，从而加强电网运行的稳定性。

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收稿日期：2020-11-26

作者简介：莫骥（1990—），男，广东湛江人，工程师，研究方向：电力通信。