一種三相互感器電能表用對線裝置的設計與應用

周安仁　唐軍　周成　賀世平

摘要：針對目前電力工程中二次電纜對線工作煩瑣的問題，介紹了一種三相互感器電能表用對線裝置，闡述了該裝置的基本構成及各部分作用，詳細分析了該裝置的基本工作原理，并給出了具體應用實例。該三相互感器電能表用對線裝置，僅需測量一次便能得出待測電纜的接線結果，解決了傳統二次電纜對線工序煩瑣，工作人員需借助萬用表和對講機多次測量及溝通的問題，大大提高了二次對線工作人員的工作效率。

關鍵詞：互感器;電能表;對線裝置

0 引言

電力系統中的二次電纜涉及控制、保護、測量、計量等多個類型的回路，這些回路來自不同的設備，接線點多、線長且工況復雜。現階段，電力工程建設逐年增多，二次電纜在工程中必不可少。為了保證電纜接入的正確性，二次電纜在接入前需要進行線芯的對線和編號。二次施工電纜對線及測試工作需要兩個人，對線過程中，兩個人通過對講機不停交流。由于二次電纜多、工作量大，因此工作中不易發現絕緣不好的線芯，并且稍有疏忽還會對錯線，輕則影響工作效率，延長工期，重則影響安全生產。隨著嵌入式技術的完善和推廣，測試系統正朝著集成化、數字化和網絡化方向發展。因此，對傳統的施工電纜對線及測試進行網絡化研究和改進具有非常重要的意義和實際開發價值。

1 三相互感器電能表用對線裝置的組成

在現有技術基礎上，開發了一種三相互感器電能表用對線裝置，其包括設置在待測電纜的測量端的測試主機和設置在待測電纜的被測端的測試從機，如圖1所示。

（1）測試主機：主要由主控制模塊、導線接口模塊、電源模塊和通信模塊組成。導線接口模塊，接收每路待測電纜的實時電壓并將其傳輸至主控制模塊;主控制模塊，接收到測試命令后開始發送測試信號，將接收到的每路待測電纜的實時電壓與其相應的指標電壓進行對比、判斷;通信模塊，接收PDA指令，同時將測試結果發送至PDA。

（2）測試從機：包括與待測電纜的被測端相連的若干組電壓檢測模塊和電源模塊。電壓檢測模塊檢測單路待測電纜的實時電壓，并將其傳輸至測試主機。

（3）PDA：主要由主控模塊、顯示模塊、電源模塊和通信模塊組成。主控模塊，控制通信模塊發送測試指令至測試主機，并接收測試主機上傳的測試結果;顯示模塊，顯示測試結果。

2 三相互感器電能表用對線裝置的校驗原理

三相互感器電能表用對線裝置通過主從機的配合使用，可以實現工作人員單獨完成待測電纜的對線，且操作過程工序簡單，僅需測量一次便能得出所有待測電纜的接線結果，提高了工作人員的工作效率。測試從機和主機的原理框圖分別如圖2、圖3所示。

如圖1所示，在A、B、C、N相線中，3個互感器分別穿在A相、B相、C相上，電能表的接線端分別連接3個互感器的接表側，對線裝置包括測試主機和測試從機。測試主機設置在多路待測電纜的測量端，測試從機設置在多路待測電纜的被測端，測試從機電壓檢測模塊的輸出端與每路待測電纜的被測端相連，用于檢測每路待測電纜的實時電壓，并通過每路待測電纜將檢測到的實時電壓傳輸至測試主機。

測試主機主控制模塊包括主控制器及與主控制器相連的儲存模塊，其內部預存多路待測電纜的指標電壓，并對每路待測電纜設有唯一的標志。該唯一的標志用于識別每路待測電纜，首先導線接口模塊接收每組電壓檢測模塊檢測到的每路待測電纜的實時電壓，并將該實時電壓傳輸至主控制器，其次主控制器根據每路待測電纜具有的唯一標志將接收到的多路待測電纜的實時電壓與其相應的指標電壓進行對比，并對相同標志的待測電纜的實時電壓與其指標電壓進行判斷，再將判斷結果傳輸至PDA。

如果判斷結果表明相同標志的待測電纜的實時電壓與其指標電壓一致，則確認相同標志的待測電纜的兩端連接正常，PDA顯示接線正確;如果判斷結果表明相同標志的待測電纜的實時電壓與其指標電壓不一致，且實時電壓與另一標志的待測電纜的指標電壓一致，則判定待測電纜的兩端接線錯位，PDA自動顯示該幾條接線錯位;如果判斷結果表明僅獲取到相同標志的待測電纜的指標電壓，則判定待測電纜的被測端接線斷開，PDA自動顯示該線路中斷。

3 現場應用

三相互感器電能表用對線裝置結構簡潔、小巧輕便、便于攜帶、測試準確性高，可一次性測試多條線路，高效快捷。本設計涉及的方案操作簡單，使用方便，可實現工作人員單獨完成待測電纜的對線，僅需測量一次便能得出待測電纜的接線結果，進而提高工作人員的工作效率。

將本文設計的三相互感器電能表用對線裝置應用在變壓器施工工程中，某變壓器二次電纜施工完成后，需對線路進行上電前對線校驗。測試人員到達現場后，在臺區總表側安裝測試主機并開機，在互感器側安裝測試從機并開機，安裝完成后通過PDA發送測試指令，一次性對10條待測線路進行檢測，PDA顯示測試結果，如圖4所示，即A、B相電壓線串線，Ak1電流線、Ak2地線串線。

測試人員分別將A、B相電壓線的接口對調，Ak1電流線、Ak2地線從接口對調，再次進行接線測試，測試結果如圖5所示，顯示A、B電壓線，Ak1電流線串線問題恢復正常，但是Ak2地線顯示斷線。

測試人員重新檢查該Ak2線路，發現通長電纜中間無接頭、斷線情況，之后檢查接線盒接線情況，發現接線盒處接口松動，螺絲未擰緊，重新擰緊螺絲后，再次進行接線測試，測試結果如圖6所示，顯示線路對線正確，臺區正式上電投運。

4 結語

近年來，電力系統發展迅速，電力工程建設逐年增加，二次電纜敷設正確與否對電力工程建設至關重要。傳統變壓器二次施工電纜對線及測試工作都要兩個人進行，對線過程中，需要兩位工作人員手持萬用表，利用對講機不停交流。由于二次電纜多，工作量大，所以工作人員在工作中不易發現絕緣不好的線芯，并且稍有疏忽還會對錯線，輕則影響工作效率，延長工期，重則影響安全生產。三相互感器電能表用對線裝置操作簡單，工作人員可以單獨完成待測電纜的對線，且操作過程工序簡單，僅需測量一次便能得出待測電纜的接線結果，進而提高了工作人員的工作效率，具有一定的經濟和社會效益。

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收稿日期：2021-02-23

作者簡介：周安仁（1981—），男，江蘇響水人，高級工程師，從事電力系統運檢管理工作。

通信作者：唐軍（1974—），男，浙江余杭人，助理工程師，從事電力營銷工作。