本技术涉及电缆线芯测试,尤其涉及基于低频载波识别的多芯电缆自动对线器。
背景技术:
1、电缆广泛应用于电力输送及其工业控制行业,一根电缆由许多电线组成,在接线时或故障检测时需要将电缆中众多电线的头尾端的一一对应,这是一个很繁琐的工程,需要人工根据电缆中电线上的编号进行对应,但是当电缆电线上的编号模糊不清或没有编号时,人工没法操作,只能一根线一根线的通电通过电压表进行测试确定,这严重浪费人力资源且浪费时间,故而多采用自动对线器来辅助进行。
2、可现有技术中的自动对线器其在对多芯电缆进行测试是信息传递的载波频率选择:
3、1.频率越高,传递的信息量越大;反之传递的信息量越小,直流只能传递一个量值;
4、2.频率过高,信息传递的衰减越大,不能实现远距离的电缆识别;
5、3.频率越低,对电感型负载(pt、ct等)的阻抗过低,不能实现在线识别;
6、4.频率过低,信号难以耦合到被测电缆,无法实现电缆带电检测;
7、基于以上因素,一个合适的载波频率确定成为装置能否实现全部功能的关键,对多芯电缆进行测试时,无法确保电力施工和接线准确率,增加了电力设备不必要的检修成本,降低了设备的运行可靠性,鉴于此,我们提出基于低频载波识别的多芯电缆自动对线器。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,适应现实需要,提供基于低频载波识别的多芯电缆自动对线器,以解决当前自动对线器其在对多芯电缆进行测试时,无法确保电力施工和接线准确率,增加了电力设备不必要的检修成本,降低了设备的运行可靠性的技术问题。
2、为了实现本实用新型的目的,本实用新型所采用的技术方案为:设计基于低频载波识别的多芯电缆自动对线器,包括低频信号发射机、低频信号接收机以及数据显示器,所述低频信号发射机的发射端与所述低频信号接收机的接收端分别通过电容耦合连接于待测多芯电缆内端子的两端,且低频信号发射机与低频信号接收机均具备多个独立信道;
3、所述低频信号接收机内设有用于电容耦合接收信号的接收电路、用于拾取有效信号的并联谐振电路以及选频放大器,所述选频放大器与并联谐振电路连接,用于对并联谐振电路的输出进行放大;
4、所述数据显示器连接于所述低频信号接收机,且数据显示器可自动输出各端子是否连接正确,所述数据显示器内设有用于进行信号采样的a/d转换器,且采样结果用算法解调出所述低频信号发射机的调制信号,以识别出对应通道的编码信息。
5、优选地,所述低频信号发射机功率不小于2w/信道。
6、优选地,所述接收机灵敏度优于-70db。
7、优选地,所述低频信号接收机邻近信道串扰抑制强度60db。
8、优选地,所述多芯电缆识别100%准确率条件下最低长度10km。
9、优选地,同时校对所述多芯电缆的信道数量为10~16个。
10、一种多芯电缆的低频载波识别方法,其用于上述的基于低频载波识别的多芯电缆自动对线器,包括下列步骤:
11、s1、设备连接;
12、通过将低频信号发射机的发射端与待测多芯电缆的端子电容耦合连接,再将低频信号接收机的接收端与待测多芯电缆的端子电容耦合连接,实现低频信号发射机与低频信号接收机和多芯电缆的连接;
13、s2、信号发射;
14、通过低频信号发射机将独立信道的信息对一个合适的频率进行调制,通过电容耦合到电缆的一端,每帧固定为1秒;
15、s3、信号接收;
16、由低频信号接收机将电缆中的信号通过电容耦合到接收电路的前端,接收连续2秒的信号,在通过一个并联谐振电路拾取有效信号,而并联谐振电路的输出经选频放大器放大,再送至数据显示器内;
17、s3、信号采样;
18、通过数据显示器内设置的a/d转换器,将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、幅值也离散的数字信号,实现采样;
19、s4、对应通道的编码信息识别;
20、采样结果采用离散傅里叶进行分析,计算出每秒的基波的实部与虚部,根据相邻这2秒基波的实部与虚部,求取其基波相位差;
21、相位差实际反应的就是采样周期的误差,将相位差折算出时间,修正采样频率,从而实现与低频信号发射机发出的信号进行同步采样,从而识别出对应通道的编码信息。
22、优选地,采用所述基波实部与虚部的计算:
23、
24、其中,
25、x为频域中结果;
26、m为频率次数,对于基波,m=1。在我们的项目中,只需要求取基波的实部与虚部,所以只求x(1)的结果;
27、n为ad抽样时间序列;
28、n为一个周波的采样次数,我们的项目中,n=64;
29、x(n)第n个ad采样值;
30、e-j2πmn/n具体为计算好的按正弦表与余弦表。
31、优选地,所述基波相位差的计算:
32、
33、其中,
34、ri1第一个波形的实部;
35、ii1,第一个波形的虚部;
36、ri2,第二个波形的实部;
37、ii2,第二个波形的虚部;
38、为相邻波形的相位差。
39、优选地,所述采样频率的计算:
40、
41、其中,
42、frq为修正后的采样频率;
43、f0为原采样频率;
44、为经上面计算的相位差。
45、与现有技术相比,本实用新型的有益效果在于:
46、1.本实用新型通过一个低频信号发射机,将低频信号通过电缆发射出去,再通过一个低频信号接收机,将通过电缆传输后的低频信号接收并将不同频率的信号筛选出来,实现对于不同电缆芯线载波频率的筛选,以数字化电路为基础,以多芯电缆为载体,通过自动化手段实现多芯电缆的自动测试,可以确保电力施工和接线准确率,采用低频载波调制的方法,以电缆为介质进行低频信号的发射和接收,实现了不同电缆的自动对线,直接效益是减少了电力设备不必要的检修成本,提高了设备的运行可靠性;
47、2.本实用新型可发射多个不同频段的低频信号,通过对多根电缆同时传输低频信号,实现多通道电缆对线功能,降低了设备的采购与更换成本,通过提高检修效率减轻运维人员的工作量,合理优化运维人力资源,大幅度降低了配电运维的人员与管理成本。
1.基于低频载波识别的多芯电缆自动对线器,包括低频信号发射机、低频信号接收机以及数据显示器,其特征在于:所述低频信号发射机的发射端与所述低频信号接收机的接收端分别通过电容耦合连接于待测多芯电缆内端子的两端,且低频信号发射机与低频信号接收机均具备多个独立信道;
2.如权利要求1所述的基于低频载波识别的多芯电缆自动对线器,其特征在于,所述低频信号发射机功率不小于2w/信道。
3.如权利要求1所述的基于低频载波识别的多芯电缆自动对线器,其特征在于,所述接收机灵敏度优于-70db。
4.如权利要求1所述的基于低频载波识别的多芯电缆自动对线器,其特征在于,所述低频信号接收机邻近信道串扰抑制强度60db。
5.如权利要求1所述的基于低频载波识别的多芯电缆自动对线器,其特征在于,所述多芯电缆识别100%准确率条件下最低长度10km。
6.如权利要求1所述的基于低频载波识别的多芯电缆自动对线器,其特征在于,同时校对所述多芯电缆的信道数量为10~16个。
