基于單片機的電纜相序核對方法

黃澤龍++張維++趙寶++劉剛

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.25.053

摘 要：目前采用的電纜相序核對方法測試步驟繁多，用時長，測試電壓較高，測試結(jié)果受測試人員溝通情況、施工現(xiàn)場嘈雜情況影響較大。針對這些問題，本文提出一種基于單片機電路的電纜相序核對方法，實現(xiàn)通過一次接線即可完成電纜相序核對，提高了工作效率。文章介紹了此方法的基本原理、實現(xiàn)思路，并對該方法進行效果檢查，驗證其準確性、有效性。

關鍵詞：核相方法 電纜相序核對 提高效率

中圖分類號：TM71 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）09（a）-0053-02

配網(wǎng)常用的10kV三芯交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜線路，由于存在中間接頭、分支箱等，導致電纜兩端相序可能不對應。在電力系統(tǒng)中，電纜兩端相序不對應，會導致線路相序不正確，使得互為聯(lián)絡的兩條線路無法相轉(zhuǎn)供電，用戶側(cè)三相電動機出現(xiàn)反轉(zhuǎn)等問題。另外，在電纜接入環(huán)網(wǎng)柜、分支箱或桿塔時，相序搭接錯誤，送電后若發(fā)現(xiàn)相序不正確，還需再次停電，調(diào)整電纜相序重新搭接，增加了停電時間，不利于提高可靠性，有損企業(yè)形象。因此，電纜線路在新建、改造施工中，制作電纜終端頭或中間接頭時，都必須核對電纜線路兩端的相序，確保電纜線路兩端相序?qū)?/p>

1 常規(guī)方法及存在的問題

1.1 常規(guī)方法

在電纜施工中，常使用萬用表或絕緣電阻表測試電纜相序。圖1是電纜相序測試示意圖，使用萬用表或絕緣電阻表作為測試儀器測試電纜相序時，需要在電纜的兩端A處和B處各安排一組測試人員。測試開始，對電纜進行充分放電后，A處測試人員通過對講機或手機通知B處測試人員將電纜一相接地，A處人員用測試儀器分別測量三相電纜線芯對接地線的電阻。電阻值為0Ω的一相可判斷與B處的接地相為同一相。

此時，A處人員用對講機或電話通知B處人員更換電纜接地相，A處依照上述方法重復測試。B處人員變更三次測試接線后，A處人員依次完成測試，方可確定電纜兩端三相相序?qū)P系。

1.2 存在的問題

目前采用的相序核對方法步驟繁瑣，存在重復接線、溝通。圖2是使用絕緣電阻表測試電纜相序的流程圖。測試之前，A處測試人員首先確認B處測試人員已將電纜第一相線芯接地后，才可以在A處進行三次測量，依次測量電纜三相線芯對地的電阻。測試完畢后，通知B處人員對不接地的兩相電纜線芯逐相充分放電，然后B處人員將第二相電纜線芯接地，A處測試人員重復測量電纜三相線芯對地的電阻。如此重復3次后，才能確定電纜相序。

同時，該測試方法一次測試成功的概率不高。電纜施工一般位于城區(qū)，施工地段車輛、人員往來密集，環(huán)境嘈雜，外界環(huán)境對測試結(jié)果具有一定影響，可能造成A處、B處測試人員無法聽清對方指令、理解對方意圖，導致相序核對錯誤或重復多次核對。

另外，使用絕緣電阻表核對電纜相序，測試電壓較高，測試人員存在觸電風險。使用絕緣電阻表測試電纜相序時，多選用500～2500V絕緣電阻表，測試結(jié)束后，如不及時對測試電纜進行放電，或放電不充分，都會給測試人員帶來觸電危險。

使用萬用表測試電纜相序，在一次測試完畢后不需要對電纜進行逐相放電，其他步驟與使用絕緣電阻表測試的方法相同。

2 基于單片機的相序核對方法

2.1 相序核對原理

圖3是基于單片機的相序核對方法原理圖。將電纜X端的三相線芯分別與單片機三個端口相連，單片機電源接地端與電纜銅屏蔽相連接；電纜Y端三相線芯分別與3個LED指示燈連接，指示燈另一端共同與電纜銅屏蔽連接。

以電纜X端為參考，分別標記三相線芯為A、B、C相。單片機電路依次給A、B、C三相線芯發(fā)送時序高電平信號，信號波形如圖4所示。第一個高電平經(jīng)過電纜線芯，到達Y端，Y端首先被點亮的LED指示燈連接的電纜線芯，即與X端的A相對應；第二個點亮的LED指示燈所連接的電纜線芯，與X端的B相對應；第三個點亮的LED指示燈所連接的電纜線芯，與X端的C相對應。此時完成一次測試，通過3個LED燈同時點亮兩次，來標記一次測試結(jié)束。由此，通過判斷Y端3個LED指示燈點亮的順序，即可完成電纜相序核對。

2.2 發(fā)送端原理

發(fā)送端單片機電路連接，采用STC15F104W八引腳單片機，P3.0、P3.1、P3.2端口作為輸出端口，依次產(chǎn)生高電平。

3 效果檢查

（1）將裝置應用于電纜施工中進行相序核對，并將測試結(jié)果與常規(guī)方法的測試結(jié)果進行對比，確認裝置測試結(jié)果正確，且測試人員只需要一次接線即可完成電纜相序測試，簡化了測試步驟，大大減少了測試時間。

（2）由圖2可知，常規(guī)相序核對方法存在重復工作，步驟繁多，一次測試需進行17個步驟。相較而言，如圖5所示，為使用裝置測試電纜相序，測試步驟減少至6個，提高了工作效率。同時，由于避免了常規(guī)測試方法存在重復溝通的問題，減少了在測試過程中由于人員溝通不暢或環(huán)境嘈雜造成出錯的概率，提高了測試的準確性。

（3）電纜相序測試儀測試電壓為5V，小于安全電壓36V，消除了測試人員觸電風險。

采用此種基于單片機的電纜相序核對方法，能夠提高測試效率，減少測試步驟，降低在測試過程中由于人員溝通不暢或環(huán)境嘈雜造成出錯的概率，消除測試人員觸電風險，在10kV三芯電纜相序核對工作中具有較好的應用前景。

參考文獻

[1] 于景豐.電力電纜實用新技術[M].北京：中國水利水電出版社，2014.

[2] 張毅剛.新編MCS-51單片機應用設計[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2008.endprint