2020年，在“新基建”的驅(qū)動(dòng)下，5G、特高壓、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等七大領(lǐng)域基礎(chǔ)設(shè)施迎來建設(shè)紅利期，數(shù)字經(jīng)濟(jì)加速發(fā)展，電力行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型也在加速。
電力行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，既關(guān)乎能源本身的開發(fā)與利用，也關(guān)乎開發(fā)、利用能源過程中的工程管理，青海-河南±800千伏特高壓直流輸電工程（簡(jiǎn)稱“青豫直流”工程）則是其前沿實(shí)踐。“青豫直流”工程是國(guó)內(nèi)乃至世界第1條專為清潔能源外送建設(shè)的特高壓通道，將來自青海省海南藏族自治州的清潔電力，途經(jīng)甘肅、陜西，以更高效率、更低損耗向東輸送進(jìn)河南境內(nèi)——每年可向河南輸送清潔電力400億千瓦時(shí)。如此龐大的工程，從開發(fā)建設(shè)到管理運(yùn)維中的困難可想而知。因此，借助數(shù)字化技術(shù)融入工程建設(shè)及管理，成為了順應(yīng)時(shí)代的必然選擇。
在整個(gè)“青豫直流”工程中，位于上蔡縣蔡溝鄉(xiāng)的駐馬店特高壓情況尤為復(fù)雜。換流站施工現(xiàn)場(chǎng)，工地面積大，人員多、工種雜，物資多，這使得青豫特高壓豫南站的管理復(fù)雜性高且保障責(zé)任重大。此外受疫情影響，項(xiàng)目建設(shè)工期縮緊，如何保質(zhì)保量地及時(shí)順利交付，是華為及合作伙伴海南博禹共同面臨的難題。
WBST-300電纜識(shí)別儀是用于將某一特定電纜從一束電纜中識(shí)別出來的專用儀器。它是一小型化手提式，緊湊型儀器，裝在鋁合金箱內(nèi)，由一個(gè)信號(hào)發(fā)生器，一個(gè)帶傳感器的接收機(jī)及連線構(gòu)成。
一、工作原理簡(jiǎn)介（WBST-300電纜識(shí)別分析儀可靠耐用的品質(zhì)）
為了可靠準(zhǔn)確地識(shí)別電纜，需要給被識(shí)別電纜加一特殊的信號(hào)，該信號(hào)要被專用接收機(jī)接收，利用這一特性便能識(shí)別出要找的電纜。
該儀器按下述原理工作：
發(fā)生器將周期性的單極性電壓脈沖饋入要識(shí)別的電纜中，該電纜需要在遠(yuǎn)端接地，以保證有足夠大的電流流過電纜。該系統(tǒng)要設(shè)計(jì)成返回電流不要從同一電纜中返回，能做到這一點(diǎn)，饋入電纜中的脈沖電流的方向可做為一明顯的識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，流出去的電流僅從這一根電纜通過，所有其它鄰近電纜中流過的都是返回電流，但它們的極性相反。除了電流方向這一實(shí)際差異外，電流幅度也是一識(shí)別特征，流出去的電流僅通過一根電纜、而返回電流可通過幾根電纜、這意味著流出去的電流比流過其它電纜的返回電流大。
接收機(jī)的任務(wù)是探測(cè)流過電纜電流方向以及它的大小。為達(dá)到這一目的，電流傳感器被用作傳感器，它帶有一放大器并串聯(lián)在電路中，傳感器鉗住被測(cè)電纜，電流流過電纜產(chǎn)生的磁場(chǎng)在傳感器的線圈中感應(yīng)出電壓，該電壓極性由電流方向和傳感器線圈的方向決定。為了得到明顯有電流方向的電壓極性，對(duì)一束電纜中所有電纜進(jìn)行測(cè)試都采取相同正確的方向。傳感器線圈中感應(yīng)的電壓在表頭中顯示出來，如果傳感器按上述方式連接，指針擺動(dòng)方向可顯示電流方向，即只有電流流出的這根電纜指針向一邊偏，這根就是要找的電纜。所有其它電纜只流過返回電流，指針向另一邊偏、或無(wú)脈動(dòng)電流，指針不偏轉(zhuǎn)。接收機(jī)上的放大調(diào)節(jié)器可調(diào)整信號(hào)強(qiáng)度。
二、外型及功能介紹（WBST-300電纜識(shí)別分析儀可靠耐用的品質(zhì)）
識(shí)別儀主機(jī)及接收機(jī)外型如圖1所示
主機(jī)外型尺寸： 370mm×270mm×210mm
接收機(jī)外型尺寸：170mm×60mm×140mm
識(shí)別儀主機(jī)各部分功能如下：
1. 電源開關(guān)：控制整機(jī)電源通斷。
2. 電源輸入插座：用儀器所配專用電源線，輸入50HZ、220V交流電源。儀器使用時(shí)，應(yīng)獨(dú)立使用三孔電源插座，插座接地線就近直接接地。
3. 保險(xiǎn)座：儀器使用10A保險(xiǎn)芯，損壞時(shí)應(yīng)換同規(guī)格保險(xiǎn)芯。
4. 黑接線柱：測(cè)試時(shí)，用配套黑色測(cè)試線（Ф11插頭）插入此插孔，另一端測(cè)試夾接系統(tǒng)地。
5. 紅接線柱：測(cè)試時(shí)，用配套紅色測(cè)試線（Ф11插頭）插入此插孔，另一端測(cè)試夾接被測(cè)電纜芯線。
6. 表頭：指示輸出電流大小。
7. 輸出調(diào)節(jié)：用于調(diào)整主機(jī)電流大小，使用時(shí)根據(jù)測(cè)試電纜長(zhǎng)短及接收器指示大小適當(dāng)調(diào)節(jié)。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)輸出電流增大。
接收機(jī)各部分功能如下：
電源開關(guān)：接收機(jī)電源接通與關(guān)斷。
幅度調(diào)節(jié)：順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，接收機(jī)電表指示值增大，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，指示值變小。
表頭：指示輸入信號(hào)幅度大小與極性。
電源指示燈：電源開關(guān)接通時(shí)，指示燈亮。
三、工作方法（WBST-300電纜識(shí)別分析儀可靠耐用的品質(zhì)）
電纜識(shí)別儀信號(hào)發(fā)生器由交流電源供電，它對(duì)已斷電的、要識(shí)別的電纜加上固定周期單極性的直流脈沖。發(fā)生器輸出線連在電纜芯線和接地點(diǎn)或地釘上，該電纜線鎧裝與大地?cái)嚅_，芯線在遠(yuǎn)端與接地點(diǎn)或地釘相連，該回路可傳導(dǎo)脈沖電流，它可由識(shí)別儀上的表頭讀出，電流大小由環(huán)路電阻決定，環(huán)路電阻應(yīng)盡可能小。識(shí)別儀接線圖如圖2所示
發(fā)射機(jī)與接收機(jī)開始正常工作后，傳感器線圈中感應(yīng)的電壓在接收機(jī)表頭中顯示出來，表頭指針擺動(dòng)方向可顯示電流方向，即只有電流流出的這根電纜指針向右偏并且擺幅較大，這根就是要找的電纜。所有其它電纜只流過返回電流，指針向左偏并且擺幅極小。接收機(jī)上的輸出調(diào)節(jié)旋鈕可調(diào)整信號(hào)強(qiáng)度。
1、儀器供電
電纜識(shí)別儀主機(jī)由交流220V供電，接收機(jī)由一節(jié)9V電池供電、電池裝在接收機(jī)手把后蓋內(nèi)。擰開后蓋兩側(cè)螺絲、拉出后蓋，可更換電池。
2、傳感器
傳感器是一電流變換器，鉗口內(nèi)部尺寸為120mm。當(dāng)電流流過測(cè)試電纜，在傳感器內(nèi)感應(yīng)出電壓，電壓幅度由電流強(qiáng)度決定，其極性由電流方向決定。
3、可靠測(cè)試
一定要進(jìn)行以下可靠測(cè)試，以避免造人員傷亡或損壞電纜識(shí)別儀及其它設(shè)備。使用電纜識(shí)別儀時(shí)，要對(duì)被測(cè)電纜進(jìn)行帶電檢查，并確保該電纜處于無(wú)電狀態(tài)。
將儀器接入被測(cè)電纜前，要對(duì)其附近末加保護(hù)的儀器或電纜進(jìn)行保障檢查，并將這些帶電部分用絕緣材料進(jìn)行可靠保護(hù)。
四、準(zhǔn)備測(cè)試（WBST-300電纜識(shí)別分析儀可靠耐用的品質(zhì)）
1、主機(jī)準(zhǔn)備
連接：
（1）在進(jìn)行測(cè)試工作之前，將被測(cè)電纜斷電，其周圍環(huán)境應(yīng)處于可靠狀態(tài)。
（2）發(fā)生器與被測(cè)電纜相連，紅色夾子與被識(shí)別電纜的一根芯線或幾根芯線連到一起。將黑色夾子與地釘相連。
（3）將電纜遠(yuǎn)端的芯線與地釘相連。
（4）將電纜兩端的鎧裝與地線斷開。
（5）將電源線插入電源插座。
開機(jī)：
（1）逆時(shí)針方向調(diào)節(jié)輸出旋鈕到零。
（2）打開主機(jī)電源開關(guān)，對(duì)主機(jī)供電。
（3）緩慢調(diào)節(jié)輸出旋鈕，主機(jī)開始間斷向電纜發(fā)出脈動(dòng)直流信號(hào)，使輸出脈動(dòng)電流信號(hào)為5－15A之間即可。
2、接收機(jī)準(zhǔn)備
（1）從接收機(jī)手把背面卸下螺釘，將一節(jié)9V電池裝入接收機(jī)中，就可正常工作。
（2）接通接收機(jī)電源，紅色發(fā)光二極管亮。
（3）緩慢調(diào)節(jié)靈敏度旋鈕，使電表開始指示。
注意傳感器插入電纜的方向及接收機(jī)表頭擺動(dòng)幅度的
大小。
五、測(cè)試（WBST-300電纜識(shí)別分析儀可靠耐用的品質(zhì)）
1.設(shè)置測(cè)試回路
為保證儀器的正常使用，應(yīng)注意設(shè)置測(cè)試回路。
將紅色輸出插孔與要識(shí)別的電纜的芯線相連，將黑色輸出插孔與地相連，將電纜芯線在遠(yuǎn)端與地相連。如圖3所示
輸出電流在電纜線中沿箭頭方向流向遠(yuǎn)端，通過大地返回發(fā)生器，將被識(shí)別電纜的所有芯線連到一起，能得到較清楚的信號(hào)。
2.儀器校準(zhǔn)
校準(zhǔn)接收機(jī)時(shí)，要在始端處用傳感器卡住電纜（接近發(fā)生器），然后從0開始調(diào)整接收機(jī)的輸出幅度，直到表頭顯示讀數(shù)為4－6格，如果接收機(jī)過載，儀表指示過大，此時(shí)應(yīng)減小輸出幅度。然后在需要檢測(cè)處用相同的接收靈敏度進(jìn)行檢測(cè)，用傳感
器將每一根電纜都卡一遍，當(dāng)卡住需要識(shí)別的電纜時(shí)，接收機(jī)表頭顯示讀數(shù)為4-6格，且向同一方向偏擺。
所有其它電纜要么沒有讀數(shù)，要么讀數(shù)極小且電流方向相反，即向另一方向偏擺。
3.測(cè)試實(shí)例
實(shí)例1
由于電纜屏蔽層通常與地相連，如果電纜束中，其它電纜也接到公共地上，發(fā)生器上黑色輸出插孔可連到公共地上，返回電流在幾根電纜屏蔽層進(jìn)行分配，將返回電流分成許多支流，意味著被識(shí)別電纜的差值電流較大，有用信號(hào)較清楚， “差值”的意思是輸出電流和其分得的返回電流在同一通道內(nèi)。如圖4所示，圖4中有5根電纜，4號(hào)電纜是我們需要識(shí)別的，要識(shí)別的電纜中“輸出電流”為20A。假設(shè)返回電流在所有電纜的屏蔽層中平均分配，在要測(cè)的電纜中應(yīng)有4A的返回電流，要識(shí)別的電纜中的差值為：20A（輸出）－4A（返回）＝16A（差值）
實(shí)例2
如果被測(cè)電纜的屏蔽層從系統(tǒng)地中斷開，其差值將會(huì)得到改進(jìn)，在該電纜的屏蔽層中，沒有返回電流。如圖5所示
圖5中有5根電纜，4號(hào)電纜是我們需要的電纜，要識(shí)別的電纜中“輸出電流”為20A。由于電纜屏蔽層與地?cái)嚅_，在其余4根電纜中分得的返回電流為：20A/4＝5A，要識(shí)別電纜的電流差值為：20A－0＝20A
實(shí)例3
用作返回電路的屏蔽層數(shù)量越少，從差值法中得到的讀數(shù)越小，極限情況是僅有兩根電纜的情況。如圖6所示
在圖6中有兩根電纜，1號(hào)電纜是要識(shí)別的電纜，要識(shí)別的電纜中輸出電流為20A，返回電流在兩根電纜的屏蔽層中分配，因此每根電纜的屏蔽層的返回電流為10A，產(chǎn)生的電流差為：20A－10A＝10A
將電纜屏蔽層從公共地上斷開，改善發(fā)生器的接地狀況，在電纜遠(yuǎn)端加一地釘，差值電流會(huì)得到改善。如圖7所示
圖7中有兩根電纜，1號(hào)電纜是要識(shí)別的電纜，要識(shí)別的電纜中輸出電流為20A，返回電流在2號(hào)電纜屏蔽層中為10A，產(chǎn)生的 值電流為：20A－0A＝20A
實(shí)例4
如果沒有屏蔽層來構(gòu)成返回電路，返回電路可通過地釘來實(shí)現(xiàn)，此時(shí)需要兩個(gè)地釘，一個(gè)地釘在電流遠(yuǎn)端與電纜芯線相相連，另外一個(gè)與主機(jī)黑色輸出插孔相連，如圖8所示
圖8中有兩根電纜，1號(hào)電纜是我們要識(shí)別的電纜，要識(shí)別電纜的輸出電流為20A，返回電流通過地釘經(jīng)大地回到發(fā)生器。
為保證環(huán)路電阻的阻抗盡可能低，地釘與地之間要保證接觸良好（將地釘附近的地方弄濕）。
警告：為確保人身保障，對(duì)已確定的電纜結(jié)果，不能作為開據(jù)前的依據(jù)，已識(shí)別的電纜只能作為標(biāo)示或掛牌的依據(jù)，如果要維修開鋸前，一定要進(jìn)行扎釘試驗(yàn)。
“計(jì)量芯片和線路拓?fù)鋱D的生成，可實(shí)現(xiàn)每一條線路的可視化管理，以及故障的精準(zhǔn)定位，這是精細(xì)化線損管理的第1步。”中電科安董事長(zhǎng)呂文奎在采訪中指出，“同時(shí)，中電科安電力物聯(lián)網(wǎng)管理云平臺(tái)與終端設(shè)備數(shù)據(jù)同步，通過平臺(tái)統(tǒng)計(jì)分析、能耗診斷功能，可自主設(shè)置降低無(wú)效能耗，實(shí)現(xiàn)精益化的用能管理。”電力物聯(lián)網(wǎng)不僅僅是終端產(chǎn)品的感知和數(shù)據(jù)收集，海量的數(shù)據(jù)如果沒有被充分挖掘利用，則無(wú)法轉(zhuǎn)化為有效的應(yīng)用服務(wù)。
電力物聯(lián)網(wǎng)管理云平臺(tái)就在這里起到了非常關(guān)鍵的作用，也成為開展綜合能源服務(wù)的基礎(chǔ)和支撐。
另一方面，從風(fēng)靡國(guó)內(nèi)消費(fèi)市場(chǎng)的外賣、購(gòu)物、共享軟件來看，準(zhǔn)確的位置信息已成為影響各個(gè)行業(yè)用戶體驗(yàn)的*關(guān)鍵因素。而如果在電力行業(yè)也實(shí)現(xiàn)以上的定位功能，則只能依托北斗來實(shí)現(xiàn)。
中電科安積極探索北斗技術(shù)在電力行業(yè)的應(yīng)用，專注研發(fā)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品更新，現(xiàn)已推出北斗數(shù)字?jǐn)嗦菲?、北斗配電饋線終端（北斗FTU）、北斗故障指示器等一系列應(yīng)用終端。當(dāng)前，產(chǎn)品已在國(guó)家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)的多個(gè)省網(wǎng)項(xiàng)目中投入使用，產(chǎn)品運(yùn)行穩(wěn)定、方便可靠。
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