2019年以來，國網(wǎng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型步履日漸清晰。隨著國家“新基建”戰(zhàn)略的提出，2020年6月，國網(wǎng)發(fā)布電網(wǎng)“數(shù)字新基建”的十大重點(diǎn)建設(shè)任務(wù)：電網(wǎng)數(shù)字化平臺、能源大數(shù)據(jù)中心，電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用、電力物聯(lián)網(wǎng)、智慧綜合能源服務(wù)、能源互聯(lián)網(wǎng)5G應(yīng)用、電力人工智能應(yīng)用以及電力北斗應(yīng)用等。
從智能終端設(shè)備的革新，到電力大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)，再到綜合能源服務(wù)，電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型撬動了國內(nèi)千億級電力電氣市場的繁榮，以及一系列新的發(fā)展機(jī)遇和更新方案的落地。這其中，中電科安科技股份有限公司（以下簡稱“中電科安”）作為深度參與電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的企業(yè)，其自主研發(fā)的SECMAX數(shù)字?jǐn)嗦菲鳌?/span>SECMAX智能配電方案以及北斗數(shù)字?jǐn)嗦菲?、北斗配電饋線終端（北斗FTU）等一系列數(shù)字終端產(chǎn)品，與電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求深度契合，已促成了多樣化的新方案和項(xiàng)目應(yīng)用的落地。
數(shù)字化能為電網(wǎng)帶來哪些價值？我們以電網(wǎng)“線損管理”作為一個重要案例。“線損指標(biāo)”是每個省級電網(wǎng)公司實(shí)施精益化管理的重頭，如果以每個省網(wǎng)公司每年5%的線損率計(jì)算，則對應(yīng)數(shù)十億元的電費(fèi)損失，這是當(dāng)前電網(wǎng)管理中一個很大的痛點(diǎn)。但更重要是，受限于早期設(shè)備的低數(shù)字化水平和落后管理方式，管理者無法定位損失的故障點(diǎn)在哪里，這成為困擾電網(wǎng)公司進(jìn)行電能損耗分析和降低電損的*大掣肘。
而數(shù)字終端產(chǎn)品的應(yīng)用能很好地解決這個問題。中電科安SECMAX數(shù)字終端設(shè)備集成六大智能芯片，可高精度采集電網(wǎng)運(yùn)行、時間、位置三個維度的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對每一條線路三相電的電流、電壓、電量、功率、漏電、諧波、溫度、位置等八大數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集。
WBST-300電纜識別儀是用于將某一特定電纜從一束電纜中識別出來的專用儀器。它是一小型化手提式，緊湊型儀器，裝在鋁合金箱內(nèi)，由一個信號發(fā)生器，一個帶傳感器的接收機(jī)及連線構(gòu)成。
一、工作原理簡介（WBST-300高壓電纜識別機(jī)快速高精度的測試能力）
為了可靠準(zhǔn)確地識別電纜，需要給被識別電纜加一特殊的信號，該信號要被專用接收機(jī)接收，利用這一特性便能識別出要找的電纜。
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，傳感器鉗住被測電纜，電流流過電纜產(chǎn)生的磁場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，對一束電纜中所有電纜進(jìn)行測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、或無脈動電流，指針不偏轉(zhuǎn)。接收機(jī)上的放大調(diào)節(jié)器可調(diào)整信號強(qiáng)度。
二、外型及功能介紹（WBST-300高壓電纜識別機(jī)快速高精度的測試能力）
識別儀主機(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，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，損壞時應(yīng)換同規(guī)格保險(xiǎn)芯。
4. 黑接線柱：測試時，用配套黑色測試線（Ф11插頭）插入此插孔，另一端測試夾接系統(tǒng)地。
5. 紅接線柱：測試時，用配套紅色測試線（Ф11插頭）插入此插孔，另一端測試夾接被測電纜芯線。
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，使用時根據(jù)測試電纜長短及接收器指示大小適當(dāng)調(diào)節(jié)。順時針旋轉(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)：順時針旋轉(zhuǎn)，接收機(jī)電表指示值增大，逆時針旋轉(zhuǎn)，指示值變小。
表頭：指示輸入信號幅度大小與極性。
電源指示燈：電源開關(guān)接通時，指示燈亮。
三、工作方法（WBST-300高壓電纜識別機(jī)快速高精度的測試能力）
電纜識別儀信號發(fā)生器由交流電源供電，它對已斷電的、要識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)整信號強(qiáng)度。
1、儀器供電
電纜識別儀主機(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、可靠測試
一定要進(jìn)行以下可靠測試，以避免造人員傷亡或損壞電纜識別儀及其它設(shè)備。使用電纜識別儀時，要對被測電纜進(jìn)行帶電檢查，并確保該電纜處于無電狀態(tài)。
將儀器接入被測電纜前，要對其附近末加保護(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)備測試（WBST-300高壓電纜識別機(jī)快速高精度的測試能力）
1、主機(jī)準(zhǔn)備
連接：
（1）在進(jìn)行測試工作之前，將被測電纜斷電，其周圍環(huán)境應(yīng)處于可靠狀態(tài)。
（2）發(fā)生器與被測電纜相連，紅色夾子與被識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)出脈動直流信號，使輸出脈動電流信號為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)表頭擺動幅度的
大小。
五、測試（WBST-300高壓電纜識別機(jī)快速高精度的測試能力）
1.設(shè)置測試回路
為保證儀器的正常使用，應(yīng)注意設(shè)置測試回路。
將紅色輸出插孔與要識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，將被識別電纜的所有芯線連到一起，能得到較清楚的信號。
2.儀器校準(zhǔn)
校準(zhǔn)接收機(jī)時，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，此時應(yīng)減小輸出幅度。然后在需要檢測處用相同的接收靈敏度進(jìn)行檢測，用傳感
器將每一根電纜都卡一遍，當(dāng)卡住需要識別的電纜時，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，意味著被識別電纜的差值電流較大，有用信號較清楚， “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號電纜是我們需要識別的，要識別的電纜中“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，在要測的電纜中應(yīng)有4A的返回電流，要識別的電纜中的差值為：20A（輸出）－4A（返回）＝16A（差值）
實(shí)例2
如果被測電纜的屏蔽層從系統(tǒng)地中斷開，其差值將會得到改進(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號電纜是我們需要的電纜，要識別的電纜中“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號電纜是要識別的電纜，要識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，差值電流會得到改善。如圖7所示
圖7中有兩根電纜，1號電纜是要識別的電纜，要識別的電纜中輸出電流為20A，返回電流在2號電纜屏蔽層中為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)，此時需要兩個地釘，一個地釘在電流遠(yuǎn)端與電纜芯線相相連，另外一個與主機(jī)黑色輸出插孔相連，如圖8所示
圖8中有兩根電纜，1號電纜是我們要識別的電纜，要識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，對已確定的電纜結(jié)果，不能作為開據(jù)前的依據(jù)，已識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。”中電科安董事長呂文奎在采訪中指出，“同時，中電科安電力物聯(lián)網(wǎng)管理云平臺與終端設(shè)備數(shù)據(jù)同步，通過平臺統(tǒng)計(jì)分析、能耗診斷功能，可自主設(shè)置降低無效能耗，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)靡國內(nèi)消費(fèi)市場的外賣、購物、共享軟件來看，準(zhǔn)確的位置信息已成為影響各個行業(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)品已在國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)的多個省網(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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