本發(fā)明屬于測量領(lǐng)域，尤其涉及一種用于檢測電纜、傳輸線或網(wǎng)絡(luò)中故障的探測裝置。

背景技術(shù)：

智能變電站是采用先進(jìn)、可靠、集成和環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計量和檢測等基本功能，同時，具備支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策和協(xié)同互動等高級功能的變電站。

在電力輸送及繼保系統(tǒng)中，智能變電站系統(tǒng)通常可分為3層結(jié)構(gòu)：過程層、間隔層和站控層。過程層包含由一次設(shè)備和智能組件構(gòu)成的智能設(shè)備、合并單元和智能終端，完成變電站電能分配、變換、傳輸及其測量、控制、保護(hù)、計量、狀態(tài)監(jiān)測等相關(guān)功能；間隔層設(shè)備一般指繼電保護(hù)裝置、測控裝置、故障錄波等二次設(shè)備，實現(xiàn)使用一個間隔的數(shù)據(jù)并且作用于該間隔一次設(shè)備的功能，即與各種遠(yuǎn)方輸入/輸出、智能傳感器和控制器通信；站控層包含自動化系統(tǒng)、站域控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、對時系統(tǒng)等子系統(tǒng)，實現(xiàn)面向全站或一個以上二次設(shè)備的測量和控制功能，完成數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制、操作閉鎖以及同步相量采集、電能量采集、保護(hù)信息管理等相關(guān)功能。

由此可見，智能變電站與傳統(tǒng)變電站最大差別體現(xiàn)在三個方面：1、一次設(shè)備智能化；2、設(shè)備檢修狀態(tài)化；3、二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化。

在智能變電站二次系統(tǒng)的安裝、調(diào)試施工過程中，需要使用大量的電纜，然而在電纜敷設(shè)后，電纜對線是一道非常重要的工序。

目前電纜對線時普遍用到以下幾種工具：電話、對講機(jī)、萬用表等，對線時必須二人或以上配合，且事先約定對線的一致信號，一方與另一方須協(xié)調(diào)配合。一種常用的方式是一人在電纜的一端短接線芯，另一人在電纜的另一端使用萬用表對線芯逐根進(jìn)行測量，測量過程中使用電話等通信工具實時溝通，在確定當(dāng)前測量的電纜時，設(shè)置相同的標(biāo)記。

授權(quán)公告日為2013年11月13日，授權(quán)公告號CN 203289523 U的中國實用新型專利中，公開了一種“電話線路查線裝置”，其包括：萬用表撥盤，按鍵，話筒，聽筒，用于顯示萬用表測量信息或通話信息的顯示屏，用于電話與萬用表功能切換的撥片開關(guān)，檢測線接口；所述的萬用表撥盤及顯示屏連接萬用表內(nèi)部電路；所述的按鍵，話筒，聽筒及顯示屏連接電話線路板；所述的檢測線接口連接所述的撥片開關(guān)，所述的撥片開關(guān)連接所述的萬用表內(nèi)部電路及電話線路板。該電話線路查線裝置將電話與萬用表整合在一起，通過撥片開關(guān)實現(xiàn)功能的切換，便于攜帶，并且使用方便。該技術(shù)方案雖然用萬用表、撥片開關(guān)來解決了快速顯示、便于顯示和判斷、切換快速的問題，但其存在整個校線的過程耗時較長，而且容易出錯的不足。

如何能夠快速、高效地進(jìn)行對線工作，減少對線過程中的人力、物力消耗，提高工作效率，是當(dāng)前實際施工過程中急需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于智能變電站的自動智能查線方法。其通過二極管甄別待測電纜各芯在預(yù)制電纜插頭上的連接順序，通過檢測回路串接入的電阻值，判斷出待測電纜對應(yīng)芯與芯之間的通/斷關(guān)系；針對智能變電站的大批量預(yù)制電纜，采用自動化測試手段，可迅速檢查智能變電站預(yù)制電纜的制造質(zhì)量，實現(xiàn)安裝前查線和上電前預(yù)制電纜查線，快速發(fā)現(xiàn)預(yù)制電纜安裝過程的損壞及錯放，保證線纜敷設(shè)、接頭制作的工程質(zhì)量，大大提高了查線工作效率，有助于明顯縮短智能變電站的施工周期。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：提供一種用于智能變電站的自動智能查線方法，其特征是所述的自動智能查線方法，針對智能變電站的預(yù)制待測電纜，采用如下方法進(jìn)行快速查線和判斷待測電纜各芯線在預(yù)制電纜插頭上的連接順序是否正確：

設(shè)置一個控制單元、一個電源、一組繼電器和一個第一測試插座，組合構(gòu)成部件A；

其中，所述的控制單元分別控制每個繼電器接點的“接通”或“斷開”，藉此實現(xiàn)電子開關(guān)的通斷功能

所述的第一測試插座為n芯線插座；n為待測電纜的芯數(shù)；

按照待測電纜的芯數(shù)n，設(shè)置n+2個繼電器，每個繼電器對應(yīng)一個常開式接點；

所述繼電器接點中的1至n-1號繼電器接點，下端與1至n-1號待測電纜的芯線插孔分別對應(yīng)連接，1至n-1號繼電器接點的上端與電源的正極端連接；

所述繼電器接點中的n-2至n+2號繼電器接點，下端與2至n號待測電纜的芯線插孔分別對應(yīng)連接，n-2至n+2號繼電器接點的上端與電源的負(fù)極端連接；

設(shè)置一個電阻矩陣和第二測試插座，組合構(gòu)成部件B；

其中，所述的第二測試插座為n芯線插座；n為待測電纜的芯數(shù)；

所述的電阻矩陣，按照待測電纜的芯數(shù)n，設(shè)置n-1個電阻矩陣，分別并聯(lián)設(shè)置在第二測試插座n芯線插孔之間；

將待測電纜兩端的預(yù)制電纜插頭，分別對應(yīng)插入第一和第二測試插座；

控制單元建立電阻矩陣與預(yù)制電纜插頭的映射關(guān)系；

控制單元分別依次控制各個繼電器觸頭進(jìn)行“通”、“斷”動作，并同時檢測各個待測電纜芯線回路之間的電阻值；

控制單元通過控制各個繼電器觸頭的“通”、“斷”動作行為，并檢測各個繼電器端口的電平變化，由此判斷待測電纜二端各個芯線之間的通斷情況；

控制單元通過二極管甄別待測電纜各芯線在預(yù)制電纜插頭上的連接順序，解決電纜交錯接線問題。

具體的，所述的電阻矩陣由一個電阻和一個二極管串接構(gòu)成；其中，待測電纜的x號芯線，經(jīng)過第x號電阻，與第x號二極管的正極連接，第x號二極管的負(fù)極，與第x+1號待測電纜芯線連接；其中的x為待測電纜芯線的編號，取值范圍為1至n，n為待測電纜的芯數(shù)。

其所述的控制單元為單片機(jī)或PLC。

其所述控制單元的各個I/O端口，與各個繼電器的控制線圈分別對應(yīng)連接，通過對控制線圈輸出高電平或低電平，來控制對繼電器應(yīng)接點的“通”或“斷”。

所述的控制單元按待測電纜的芯數(shù)，分別控制各個繼電器接點連接對應(yīng)的電阻矩陣，通過檢測回路中串接入的電阻值，判斷出待測電纜對應(yīng)芯與芯之間的通/斷關(guān)系。

所述的PLC內(nèi)置有查線器內(nèi)核程序，通過控制各個繼電器接點的動作行為，并感受各個繼電器接點的端口電平變化，由此判斷待測電纜二端的通/斷情況。

所述的自動智能查線方法，用于智能變電站預(yù)制電纜安裝前的查線，以檢查預(yù)制電纜制造質(zhì)量。

所述的用于智能變電站的自動智能查線方法，用于智能變電站上電前預(yù)制電纜的查線，以檢查預(yù)制電纜安裝過程的損壞及錯放。

本發(fā)明的技術(shù)方案，還提供了一種按照權(quán)利要求1所述智能查線方法工作的自動智能查線裝置，其特征是：

設(shè)置第一和第二測試插座；所述的測試插座為n芯線插座；n為待測電纜的芯數(shù)；

在第一測試插座處，按照待測電纜的芯數(shù)n，設(shè)置n+2個繼電器，每個繼電器對應(yīng)一個常開式接點；

設(shè)置一個電源；

所述繼電器接點中的1至n-1號繼電器接點，下端與1至n-1號待測電纜的芯線插孔分別對應(yīng)連接，1至n-1號繼電器接點的上端與電源的正極端連接；

所述繼電器接點中的n-2至n+2號繼電器接點，下端與2至n號待測電纜的芯線插孔分別對應(yīng)連接，n-2至n+2號繼電器接點的上端與電源的負(fù)極端連接；

在第二測試插座處，按照待測電纜的芯數(shù)n，設(shè)置n-1個電阻矩陣，所述的電阻矩陣，分別并聯(lián)設(shè)置在第二測試插座的各個芯線插孔之間；

所述的電阻矩陣由一個電阻和一個二極管串接構(gòu)成；其中，待測電纜的x號芯線，經(jīng)過第x號電阻，與第x號二極管的正極連接，第x號二極管的負(fù)極，與第x+1號待測電纜芯線連接；其中的x為待測電纜芯線的編號，取值范圍為1至n，n為待測電纜的芯數(shù)；

設(shè)置一個控制單元，分別控制每個繼電器接點的“接通”或“斷開”，藉此實現(xiàn)電子開關(guān)的通斷功能；

所述控制單元的各個I/O端口，與各個繼電器的控制線圈分別對應(yīng)連接，通過對控制線圈輸出高電平或低電平，來控制對繼電器應(yīng)接點的“通”或“斷”；

所述的控制單元、電源、繼電器組以及第一測試插座組合在一起，形成部件A，所述的電阻矩陣、第二測試插座組合在一起，形成部件B。

實際工作時，將待所述測電纜兩端的預(yù)制電纜插頭，分別對應(yīng)插入第一和第二測試插座中；

控制單元建立電阻矩陣與預(yù)制電纜插頭的映射關(guān)系；

控制單元分別依次控制各個繼電器觸頭進(jìn)行“通”、“斷”動作，并同時檢測各個待測電纜芯線回路之間的電阻值，通過控制各個繼電器觸頭的“通”、“斷”動作行為，并檢測各個繼電器端口的電平變化，由此判斷待測電纜各個芯線首、末二端之間的通斷情況；

控制單元通過二極管甄別待測電纜各芯線在預(yù)制電纜插頭上的連接順序，解決電纜交錯接線問題；

所述的自動智能查線裝置，用于智能變電站預(yù)制電纜安裝前的查線，以檢查預(yù)制電纜制造質(zhì)量；

所述的自動智能查線裝置，用于智能變電站上電前預(yù)制電纜的查線，以檢查預(yù)制電纜安裝過程的損壞及錯放。

與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的優(yōu)點是：

1.針對變電站大批量的預(yù)制電纜，采用電平測量的方式，迅速判斷待測電纜及電纜頭的制造質(zhì)量，特別適用于智能變電站預(yù)制電纜安裝前的查線；

2.通過二極管來甄別待測電纜各芯在預(yù)制電纜插頭上的連接順序，可有效解決電纜交錯接線問題；

3.整個測試和查線過程自動進(jìn)行，極大地提高了工作效率，避免了人為操作誤差。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)構(gòu)成模塊示意圖；

圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)原理示意圖；

圖3是本發(fā)明在接線正常時的工作回路線路圖；

圖4是本發(fā)明在接線錯誤時的工作回路線路圖；

圖5是本發(fā)明工作流程方框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

和傳統(tǒng)變電站相比，智能變電站的安裝調(diào)試體現(xiàn)出簡單、重復(fù)、網(wǎng)絡(luò)化的特點。以二次電纜安裝查線為例，智能變電站的二次電纜均為預(yù)制電纜，與電纜二端連接設(shè)備處均安裝有預(yù)制電纜插座，現(xiàn)場安裝時直接插入即可，而且插入過程帶有方向性。所以，整個過程簡單而且有很高的重復(fù)性。

雖然二次電纜安裝過程簡單，但對其正確性的校驗與傳統(tǒng)電纜檢查過程是一致的，即電纜每芯必須接線正確，不能發(fā)生開路、短路、錯接情況。此要求對智能變電站二次電纜查線提出了新的挑戰(zhàn)，可以歸納以下為三點：

1)如何解決大批量預(yù)制電纜安裝前查線的問題？

2)如何解決預(yù)制電纜查線過程中電纜芯不可見的問題？

3)如何解決預(yù)制電纜插頭人眼辨識容易出錯的問題？

本技術(shù)方案的設(shè)計，就是為了解決上面三個問題。

圖1中，本技術(shù)方案的自動智能查線裝置(簡稱為查線器，下同)包括四個核心組件。

組件一：PLC可編程控制器。用于執(zhí)行查線器內(nèi)核程序，通過控制繼電器接點建立與電阻矩陣連接關(guān)系。同時，PLC借感知繼電器端口電平變化，按設(shè)定程序?qū)︻A(yù)知電纜通斷情況做出判斷。預(yù)制電纜二端各芯開路、短路、接線對應(yīng)關(guān)系等查線結(jié)果均可在PLC自帶的液晶顯示屏上顯示。

組件二：繼電器組。用于執(zhí)行PLC指令，連接預(yù)制電纜和電阻矩陣，建立映射關(guān)系。

組件三：電阻矩陣。由電路板，電阻，二極管等元器件組成。

組件四：第一和第二測試插座。用于查線時，將預(yù)制電纜二端的插頭對應(yīng)插入對應(yīng)的測試插座，建立電氣回路連接。

所述的控制單元、電源、繼電器組以及第一測試插座組合在一起，形成部件A，所述的電阻矩陣、第一測試插座組合在一起，形成部件B，這樣，整個自動智能查線方法在宏觀上僅僅由兩個部件構(gòu)成，便于攜帶和現(xiàn)場操作。

由圖1中所示可知，本技術(shù)方案中，提供了一種自動智能查線裝置，其按照如下方法進(jìn)行自動查線：

所述的自動智能查線裝置，設(shè)置有第一和第二測試插座；所述的測試插座為n芯線插座；n為待測電纜的芯數(shù)；

在第一測試插座處，按照待測電纜的芯數(shù)n，設(shè)置n+2個繼電器，每個繼電器對應(yīng)一個常開式接點；

設(shè)置有一個電源；

所述繼電器接點中的1至n-1號繼電器接點，下端與1至n-1號待測電纜的芯線插孔分別對應(yīng)連接，1至n-1號繼電器接點的上端與電源的正極端連接；

所述繼電器接點中的n-2至n+2號繼電器接點，下端與2至n號待測電纜的芯線插孔分別對應(yīng)連接，n-2至n+2號繼電器接點的上端與電源的負(fù)極端連接；

在第二測試插座處，按照待測電纜的芯數(shù)n，設(shè)置n-1個電阻矩陣，所述的電阻矩陣，分別并聯(lián)設(shè)置在第二測試插座的各個芯線插孔之間；

所述的電阻矩陣由一個電阻和一個二極管串接構(gòu)成；其中，待測電纜的x號芯線，經(jīng)過第x號電阻，與第x號二極管的正極連接，第x號二極管的負(fù)極，與第x+1號待測電纜芯線連接；其中的x為待測電纜芯線的編號，取值范圍為1至n，n為待測電纜的芯數(shù)；

設(shè)置有一個控制單元，分別控制每個繼電器接點的“接通”或“斷開”，藉此實現(xiàn)電子開關(guān)的通斷功能；

所述控制單元的各個I/O端口，與各個繼電器的控制線圈分別對應(yīng)連接，通過對控制線圈輸出高電平或低電平，來控制對繼電器應(yīng)接點的“通”或“斷”；

所述的控制單元、電源、繼電器組以及第一測試插座組合在一起，形成部件A，所述的電阻矩陣、第二測試插座組合在一起，形成部件B。

圖2中，給出了以四芯預(yù)制電纜插頭為例，所設(shè)計的自動智能查線裝置原理示意圖。

查線器的設(shè)計原理主要通過建立電阻矩陣與預(yù)制電纜插頭的映射關(guān)系來完成。

其設(shè)計要點包括：通過二極管甄別預(yù)制電纜各芯在預(yù)制電纜插頭上的連接順序，解決電纜交錯接線問題；按預(yù)制電纜芯數(shù)通過繼電器接點連接電阻矩陣，通過檢測回路串接入的電阻值，判斷出對應(yīng)芯與芯之間通斷關(guān)系；編寫查線器內(nèi)核程序，通過PLC控制繼電器動作行為并感受各個繼電器端口電平變化，由此判斷預(yù)制電纜各個芯線首末二端之間的通斷情況。

具體的，設(shè)置第一和第二測試插座；所述的測試插座為4芯線插座；4為待測電纜的芯數(shù)；

在第一測試插座，按照待測電纜的芯數(shù)4，設(shè)置6個繼電器，每個繼電器對應(yīng)一個常開式接點(圖中以S1、S2、S3、S4、S7、S8表示)；

設(shè)置一個電源V1；

所述繼電器接點中的S1至S3號繼電器接點，下端與1至3號待測電纜的芯線插孔分別對應(yīng)連接，S1至S3號繼電器接點的上端與電源的正極端連接；

所述繼電器接點中的S2至S8號繼電器接點，下端與2至6號待測電纜的芯線插孔分別對應(yīng)連接，S2至S8號繼電器接點的上端與電源的負(fù)極端連接；

在第二測試插座，按照待測電纜的芯數(shù)4，設(shè)置3個電阻矩陣，所述的電阻矩陣，分別并聯(lián)設(shè)置在待測電纜的各個芯線之間；

設(shè)置一個控制單元PLC，分別控制每個繼電器接點的“接通”或“斷開”，藉此實現(xiàn)電子開關(guān)的通斷功能；

電阻矩陣由一個電阻和一個二極管串接構(gòu)成；其中，待測電纜的1號芯線，經(jīng)過第1號電阻，與第1號二極管的正極連接，第1號二極管的負(fù)極，與第2號待測電纜芯線連接；依次類推，待測電纜的3號芯線，經(jīng)過第3號電阻，與第3號二極管的正極連接，第3號二極管的負(fù)極，與第4號待測電纜芯線連接。

結(jié)合圖3、圖4中所示，查線器具體動作行為用下表示例表示(以四芯電纜查線為例進(jìn)行說明)：

實際使用操作時，操作步驟如圖5中所示。

檢查接線前，用戶需將導(dǎo)線兩端接在本設(shè)計的A端與B端，然后通過PLC屏幕提示按下“F1”按鈕，校線器即可自動完成校線，并將相關(guān)結(jié)果顯示在屏幕上，結(jié)果關(guān)于線路短接情況、線路斷路情況以及線路錯線情況，如果用戶希望查看上一次校線結(jié)果也可以通過按下相關(guān)按鈕自由查看。

本技術(shù)方案的自動智能查線方法，在特定的應(yīng)用場合優(yōu)勢及其明顯，列舉如下：

場合一：智能變電站預(yù)制電纜安裝前查線，用以檢查預(yù)制電纜制造質(zhì)量。查線器的操作極其簡單，只要求操作人員具備查線基本知識即可。

場合二：智能變電站上電前預(yù)制電纜查線。用以檢查預(yù)制電纜安裝過程的損壞及錯放。

采用本技術(shù)方案的自動智能查線方法，一根預(yù)制電纜的檢查過程不需要一分鐘，相比常規(guī)電纜查線幾分鐘甚至更長時間(如果電纜出錯需要排查)，查線器查線效率很高。

現(xiàn)場工作經(jīng)驗表明，一個110kV智能變電站所有約200-300根預(yù)制電纜可以半天查完，如果需要供應(yīng)商修改，再算上事后復(fù)查時間，一天可以完成全部工作。相比以往傳統(tǒng)的2人3-4天的工作時間，大約提升效率80％。

由于本發(fā)明的技術(shù)方案通過二極管甄別待測電纜各芯在預(yù)制電纜插頭上的連接順序，通過檢測回路串接入的電阻值，判斷出待測電纜對應(yīng)芯與芯之間的通/斷關(guān)系；操作極其簡單，只要求操作人員具備查線基本知識即可。

本發(fā)明的技術(shù)方案，在特定的應(yīng)用場合下優(yōu)勢極其明顯，特別適用于智能變電站預(yù)制電纜在安裝、敷設(shè)前的查線，用以檢查預(yù)制電纜制造質(zhì)量；以及在智能變電站上電前對預(yù)制電纜的查線，用以檢查預(yù)制電纜安裝過程的損壞及錯放?？纱蟠鬁p少查線過程中的人力、物力消耗，極大地提高查線效率。

本發(fā)明可廣泛用于變電站線纜測試裝置的設(shè)計和制造領(lǐng)域。