变配电所二次校线仪的研制

晏 毅，沈 博，姜立烽

摘要：随着国家高速发展，变、配电所在不断的兴建，而在变、配电所二次电缆的校验工作中，一直面临着低效率、易出错等问题，影响工程的施工进度。本文针对此情况，研制了变、配电所二次校线仪，该装置规避了校线时费时易出错的情况，且在复杂的施工环境中能够保障校线的准确性及施工效率。

关键词：校线仪；二次电缆；变配电所

引言:变配电所的二次校线的效率和准确率，是施工中的重要一环，直接影响变配电所送电开通时间。常规的校线方法受施工现场环境影响较大，施工效率低。针对目前校线方式存在的弊端、难点及要解决关键技术。本文研制了以判断通断为基础，结合通讯、声光报警等技术的变、配电所二次校线仪，用于提高施工效率和准确率。

1变配电所二次校线仪的研制

1.1二次校线仪的研制背景

目前校线方式是利用万用表与对讲机相配合，在众多线芯中找出一个公共线芯，然后将万用表的一端与公共线芯进行连接，将万用表另一端与待测试线芯进行连接，在控制电缆的另一端将公共线芯与其余线芯依次进行短接测试，直到万用表蜂鸣器报警，则被测试的线芯为同一根线芯；测试过程中采用对讲机进行沟通交流。这种传统方法不仅费时耗人力且易出错，更为重要的是它受施工环境影响较大。本文针对传统校线方式所存在的弊端，研制了以判断通断为基础，结合通讯、声光报警等技术的二次电缆校线仪。

1.2 二次校线仪的整体结构

本文研制的二次校线仪主要通过四大部分组成：测通断模块、无线通讯模块、电源模块和校线端子。整体方案如图1所示：

图1 二次校线仪的整体方案

1.2.1 测通断模块

将待测的电缆线芯分别连接到校线仪主机和从机的相应测试端口，利用校线仪主机的两个译码计数器（CD4017BM/TR）的15个输出端（利用一台译码器利用10个输出端，另一台译码器5个输出端），依次输出脉冲信号。原理图如下图2所示：

图2 测通断模块原理图

校线仪从机接收到主机发出的脉冲信号，判断对端的脉冲信号、亮起对应的发光二极管；则证明主机与从机对应亮灯的校线端线芯为同一根线芯。信号接受原理如图3所示：

图3 信号接收原理图

1.2.2无线通讯模块

无线通讯模块是由SR110V(VHF)与天线、MIC和语音功放外接组成，以达到实时通讯功能。考虑到复杂的施工环境中，本装置配备了有线耳机进行沟通交流。本模块采用的无线语音对讲及数传模块，内置高性能射频收发芯片、微控制器以及射频功放，外控制器可通过双工异步串行接口通讯来设置模块工作参数并控制整个模块的收发。无线通讯模块原理图如图4所示：

图4 无线通讯模块原理图

1.2.3电源模块

本装置采用外接12V可充锂电池供电，线性稳压芯片和滤波电容将DC12V变为DC5V，并为校线仪的其他模块提供一个稳定的DC5V电源。线性稳压芯片采用LM7805，滤波电容采用100uF。电源模块原理原理图如图5所示：

图5 电源模块原理图

1.2.4校线端子

本装置共考虑了探针式、线夹式以及插孔式三种类型的校线端子，由于考虑到多根线芯同时校线，探针式校线端子无法固定，线夹式校线端子太过杂乱，插孔式校线端子具有方便操作、适配于现场环境多样性的优点。最终选择插孔式校线端子。插孔式校线端子如图6所示：

如图6  插孔式校线端子

1.3二次校线仪的使用方法

本装置使用9V电池供电，连接电池麦克风喇叭，开启电源开关，此时电源指示灯亮起，电路工作正常。

将待测线芯连接于主、从机插孔式校线端子，此时状态指示灯依次循环从LED1点亮到LED15，单击功能按键切换快速巡线，慢速巡线。长按功能按键，指示灯于当前位置停止，此时为手动模式，此时单击按键为手动触发。如要切换为自动模式请再次长按功能按键。

具体操作如下：

(1)将待测电缆所有线芯分别插入主、从机的校线端口；

(2)合上电源，二次校线仪开始工作；

(3)手动或自动使用主机发出脉冲信号，记录主、从机同时闪亮的发光二极管所对应的校线端口，证明这两个端是同一线芯；

(4)在线芯两端套上校验出的线号，关闭电源,校线完毕。

2 二次校线仪的应用效果

为验证二次校线仪在实际工作中的应用效果，在施工现场进行实测，统计传统校线与用二次校线仪校线的工作效率。

2.1传统校线的校线效果

2022年在北黑铁路升级改造工程孙吴配电所使用传统方法进行了现场实测，测试结果见表1。

表1  使用传统方法对单根14芯电缆校线各环节耗时统计

序号	实验地点	剥线芯外皮/s	校线/s	总时/s
1	孙吴配电所	42	290	332
2		40	286	326
3		40	296	336
4		41	279	320
平均耗时		40.75	287.75	328.5

2.2使用变配电所二次校线仪校线效果

2023年在北黑铁路升级改造工程黑河南配变电所使用二次校线仪进行了现场实测，测试结果见表2。

表2  使用校线仪对单根14芯电缆校线各环节耗时统计

序号	实验地点	剥线芯外皮/s	校线/s	总时/s
1	黑河南配电所	40	125	165
2		41	126	167
3		41	120	161
4		41	124	165
平均耗时		40.75	123.75	164.5

通过现场实测数据对比来看，每根14芯电缆可以节省近2.7分钟的时间，提升了49.9%的工作效率，假设每一个牵引变电所需要400根二次电缆，则可以节省近20小时，由此可以看出使用二次校线仪校线的工作效率远高于使用传统校线方式。

结论：

本文研究的变、配电所二次校线仪参考网线测线仪的原理，增加了实时通讯等功能，兼顾了装置的开发难度和装置使用的可靠性。经过现场实测，该装置能够应付各种复杂的工作环境，提高校线的准确率与工作效率。本装置以其方便、快捷、提高校线的准确性等特点可在变、配电所内二次校线工序中推广使用。

参考文献：

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