二次核相装置及系统的制作方法

本实用新型涉及电路检测技术领域，尤其涉及二次核相装置及系统。

背景技术：

核相是指在电力系统电气操作中用仪表或其他手段核对两个电源或环路相位、相序是否相同。在使用过程中，电力系统中有时还会包括多个电源，即多个电源同时向同一个用电设备进行供电。在这种情况下，多个电源投入使用时，要在电源的并列点上进行核相。当多路电源信号并列倒电时，若相序(相位)不一致，会引起严重的短路事故，影响正常供电。当需停电倒电时，若相序(相位)不一致会引起三相设备的非正常运行，例如，电机的反转，保护误动等。因此，当有其他电源参与设备供电时，首先要将两电源线路进行核相。为了减少因相序不一致而引起的事故事件，相关电力系统运行管理要求明确规定：凡涉及新建、改建、扩建或变更的线路和变(配)电所的工作，工作结束后必须进行核相。

根据核相的方式不同，核相工作可分为一次核相和二次核相。一次核相是使用核相器直接接触裸露的一次系统的导体，对一次信号进行核相，一次核相的电压较高；二次核相是利用电压互感器(Potential Transformer，简称PT)将高电压的一次信号转换为低压的二次信号后，对二次信号进行核相，是一种间接的核相。因此，核相器也对应的分为一次核相器和二次核相器。在电力电缆线路中，由于电缆线路的特性，所涉及到电缆的核相工作，通常指利用二次核相进行判定。

在具体实施过程中，电力运行工作人员主要采用普通单相核相器对环网柜进行二次核相，由于，同一时刻只能核对一相，因此，三相电中的每一相都需要与对侧三相进行核对，总共需要核对9次，有时甚至需要反复多次核对，这样，人工现场核相操作时所花的时间相对较长、步骤较多、人工操作不方便，并且，容易出错。

综上，目前关于二次核相过程中依靠人力操作费时费力的问题，尚无有效的解决办法。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供了二次核相装置及系统，通过设置采集终端、数据连接终端和后台终端等，提高了对用电设备进行二次核相的便捷性。

第一方面，本实用新型实施例提供了二次核相装置，包括：采集终端、数据连接终端和后台终端；

采集终端通过数据连接终端与后台终端相连；

采集终端，用于通过三相插头逐个采集用电设备的单项二次PT信号，直到用电设备的每路电源都采集完毕为止；

数据连接终端，用于将单项二次PT信号发送给后台终端；

所述后台终端，用于将所述单项二次PT信号组成多路所述电源信号并进行组合核相，以判断多路所述电源信号为同相还是异相，其中，所述组合核相是对每两路所述电源信号中的三相电信号分别按照运算选出单项二次PT信号后进行两两比对，所述比对完成后，筛选出同相组合，通过筛选出的同相组合计算分析每两个电源信号的相序排列，根据所述每两个电源信号的相序排列来判断与用电设备相连的电源是顺相序或是逆相序。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，后台终端包括依次相连的发令模块、通道信号生成模块和信号发射与接收模块；

发令模块，用于在接到外部触发后生成采集信号；

通道信号生成模块，用于根据采集信号生成单相通道选通信号；

信号发射与接收模块，用于将采集信号和单相通道选通信号均发送给采集终端。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，采集终端包括依次相连的通道执行模块、数据采集模块、A/D转换模块和信号收发模块；

通道执行模块，用于根据单相通道选通信号连通三相插头的其中一相与用电设备中的单路电源信号之间的连接；

数据采集模块，用于采集单相通道选通信号对应的单项二次PT模拟信号；

A/D转换模块，用于将单项二次PT模拟信号进行A/D转换，生成单项二次PT信号；

信号收发模块，用于将单项二次PT信号发送给信号发射与接收模块。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，后台终端还包括依次相连的存储模块和中央处理模块；

中央处理模块与信号发射与接收模块相连；

信号发射与接收模块，还用于将单项二次PT信号转发给存数模块；

存储模块，用于存储单项二次PT信号，且，将三相插头采集到的三个单项二次PT信号按照三相电的顺序组成一路电源信号，直到组成多路电源信号为止；

所述中央处理模块，用于对每两路所述电源信号中的三相电信号分别按照运算选出单项二次PT信号后进行两两比对，且，所述比对完成后，筛选出同相组合，通过筛选出的同相组合计算分析每两个电源信号的相序排列，根据所述每两个电源信号的相序排列来判断与用电设备相连的电源是顺相序或是逆相序。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，采集终端还包括电池和电量检测模块；

电池，用于为通道执行模块、数据采集模块、A/D转换模块和信号收发模块提供电能；

电量检测模块，用于采集电池的剩余电量，且，在判断剩余电量超出设定的阈值范围后发出报警。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，后台终端还包括供电电池和电池电量检测模块；

供电电池，用于为发令模块、通道信号生成模块、信号发射与接收模块、存储模块和中央处理模块提供电量供应；

电池电量检测模块，用于采集供电电池的电量，且，在判断电量超出设定的阈值范围后发出报警。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第二方面的第六种可能的实施方式，其中，中央处理器，还用于在电源信号少于两路时，生成等待信号，且，在等待信号的计时达到设定阈值时，将组合核相的结果记作失败。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，发令模块，用于向中央处理器发送同步核相开始信号和同步核相结束信号；

中央处理器，用于在接收到同步核相开始信号后同时对两路电源信号进行组合核相，以及在接收到同步核相结束信号后结束对两路电源信号组合核相，且，判断两路所述电源信号是顺相序或是逆相序。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，数据连接终端采用2.4G无线方式传输。

第二方面，本实用新型实施例提供了二次核相系统，包括：电源带电指示器和上述任一项的二次核相装置；

电源带电指示器和的二次核相装置通过接线插脚相连；

二次核相装置，用于从电源带电指示器中引入二次电源。

本实用新型实施例提供的二次核相装置及系统，其中，该二次核相装置包括：采集终端、数据连接终端和后台终端，上述各个部件之间的连接关系为：采集终端通过数据连接终端与后台终端相连，采集终端用于通过三相插头逐个采集用电设备的单项二次PT信号，直到用电设备的每路电源都采集完毕为止，即当用电设备所连接的电源有不止两路时，采集终端会对每两路电源一一进行核相操作，从而全面保障用电设备的安全性，数据连接终端用于将单项二次PT信号发送给后台终端，后台终端用于将单项二次PT信号组成多路电源信号并进行组合核相，以判断多路电源信号为同相或是异相，根据所述同相结果判断两电源是顺相序或是逆相序。具体的，上述组合核相是对每两路电源信号中的三相电信号分别按照运算选出单项二次PT信号后进行两两比对，即每路电源中都包括三项单相电，为了全面有效的进行核相，需要对三相电信号分别按照运算选出单项二次PT信号后进行两两比对，当两两比对的结果一致时判定该单项二次PT信号在上述两路电源中为同相，当两两比对的结果不一致时判定该单项二次PT信号在上述两路电源中为异相。上述比对完成后，筛选出同相组合并计算分析每两个电源信号的相序排列，根据每两个电源信号的相序排列分析每两个电源信号的相序循环来判断与用电设备相连的电源是顺相序或是逆相序。当判定这两路电源为顺相序时，即可由这两路电源为用电设备进行转供电，通过以上处理，能够方便快捷的比对出多个电源中的三相电信号是否出现逆相序等问题，从而省去了人工反复核对的繁琐过程，方便快捷。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的二次核相装置的连接图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的二次核相装置的结构连接图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的二次核相装置的结构框架图；

图4示出了本实用新型实施例所提供的二次核相系统的结构连接图。

图标：1-采集终端；2-数据连接终端；3-后台终端；4-电源带电指示器；5-二次核相装置；11-通道执行模块；12-数据采集模块；13-A/D转换模块；14-信号收发模块；31-发令模块；32-通道信号生成模块；33-信号发射与接收模块；34-中央处理模块；35-存储模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在电力电缆线路中，由于用电安全等问题，核相工作通常以二次核相的形式来开展。二次核相是利用电压互感器(Potential Transformer，简称PT)将高电压的一次信号转换为低压的二次信号后，对二次信号进行核相，是一种间接的核相。实施过程中，电力运行工作人员主要采用普通单相核相器对环网柜等用电设备进行二次核相，由于，同一时刻只能核对一相，因此，三相电中的每一相都需要与对侧三相进行核对，总共需要核对9次，这样操作时所花的时间相对较长、步骤较多、人工操作不方便，并且，容易出错。

基于此，本实用新型实施例提供了二次核相装置及系统，下面通过实施例进行描述。

实施例1

参见图1、图2和图3，本实施例提出的二次核相装置具体包括：采集终端1、数据连接终端2和后台终端3，并且，采集终端通过数据连接终端与后台终端相连。

在工作过程中，采集终端用于通过三相插头逐个采集用电设备的单项二次PT信号，需要进行说明的是，PT二次电压回路是与线路二次设备相连的，具体实施时，PT二次电压回路与分接箱内电缆终端头内的带电指示器的PT回路相连，并且，一般带电指示器只指示一路电缆线路的电源信号。在PT二次电压回路中的单项二次PT信号通常为5V到9V之间。当用电设备所连接的电压有至少两路时，上述至少两路电源需要先比对是否相序循环一致，只有其相序循环一致时才可以为同一个用电设备进行供电，否则会出现用电故障，在本实施例中，采集终端以三相插头替代传统的核相装置中的单向插头，通过三相插头来分别采集每路电源中的单项二次PT信号即三相电信号中的一相，并且，上述过程循环进行直到用电设备中的每路电源都采集完毕为止。

具体实施时，以有三路以上的电源需要核相时，一般情况采集终端不能同时采集三个电源信号，需通过两个采集终端中的一个更换位置来完成三电源核相。比如，线路一为主供线路，线路二、线路三为备用线路，线路一上的采集终端不动，将插在线路二上的采集终端更换到线路三电源的带电指示器上完成线路一与线路三的核相。当然通过三个采集终端分别与线路一、二、三相连也是可以完成三个电源的核相。

数据连接终端用于将单项二次PT信号发送给后台终端，这里需要进行说明的是，数据连接终端采用2.4G无线方式传输，2.4G无线方式能够实现开机自动扫频功能，其共有50个工作信道，可以同时供50个用户在同一场合同时工作，无需使用者人工协调、配置信道。通过上述数据连接终端传输省去了传统的用导线连接的过程，方便快捷，安全性高。

后台终端用于将单项二次PT信号组成多路电源信号并进行组合核相，然后，分析出电源信号的相序排列及两路电源信号相序循环的异同，即每路电源中按照三相电的顺序(相位两两相差120度)将三个单项二次PT信号组成电源信号，以判断多路电源信号为同相还是异相，需要进行说明的是，上述组合核相是对每两路电源信号中的三相电信号分别按照运算选出单项二次PT信号后进行两两比对，例如，在用电设备的三路电源信号中选出两路电源信号，在第一路电源信号中的三相电信号分别为单项二次PT信号a，单项二次PT信号b和单项二次PT信号c，在第二路电源信号中三相电信号分别为单项二次PT信号A，单项二次PT信号B和单项二次PT信号C，则将每两路电源信号中的三相电信号分别按照运算选出单项二次PT信号后进行两两比对即进行aA、aB、aC、bA、bB、bC、cA、cB和cC共9次的比对，比对的所有结果有且只有三个为同相，并且，由三个同相的结果分析出两路电源相序排列，如果两路电源相序循环一致(例如，aB，bC，cA，而不一定要求是aA，bB，cC)即判定上述两路电源信号可在一定范围内为该用电设备进行转供电；如果两路电源相序循环不同即判定上述两路电源信号不能为该用电设备进行转供电。需要补充说明的是，aA、aB、aC、bA、bB、bC、cA、cB和cC的比对先后可根据使用场景进行人为变动。

另外，需要补充说明的是，由于，生产生活中对供电质量的要求不同。当为停电倒闸操作时，只要满足两路电源相序循环一致均可操作，此时电路与停电前后的相序循环一致，则停电前后的磁场也一致，不会出现机器反转等现象。当为不停电的合环倒闸操作时，信号为abc和ABC时，每相必须保证一一对应，即必须为aA，bB，cC，否当出现aB，bC，cA的相序循环方向一致时，一旦合环倒闸操作就会出现相间短路故障，严重危害设备与人身安全。

下面对上述模块进行详细阐述，后台终端包括依次相连的发令模块31、通道信号生成模块32和信号发射与接收模块33，使用时，发令模块用于在接到外部触发后生成采集信号，发令模块可设置为开机按键，当上述开机按键被点击或者旋转时生成采集信号以通知采集终端开始采集，之后，通道信号生成模块用于根据采集信号生成单相通道选通信号，通过单相通道选通信号来确定本次要采集的是哪个电源中的哪一项信号，之后，信号发射与接收模块用于将采集信号和单相通道选通信号均发送给采集终端，以使采集终端按照后台终端的“命令”去采集相应的信号。

上述采集终端包括依次相连的通道执行模块11、数据采集模块12、A/D转换模块13和信号收发模块14，具体采集过程中，通道执行模块用于根据单相通道选通信号来连通三相插头的其中一相与用电设备中的单路电源信号之间的连接，通常，在三相插头和用电设备的每路电源之间都串联有保护熔丝(或者，继电器、开关等)，并且，保护熔丝在采集数据之前处于断开的状态；当采集单项二次PT信号时，由通道执行模块连通三相插头的其中一相与用电设备中的单路电源信号之间的连接。之后，数据采集模块用来采集单相通道选通信号对应的单项二次PT模拟信号，为了便于进行处理，A/D转换模块用将单项二次PT模拟信号进行A/D转换，生成单项二次PT信号，这样，信号收发模块用来将单项二次PT信号发送给信号发射与接收模块，以进行后续处理。

上述后台终端还包括依次相连的存储模块35和中央处理模块34，并且，中央处理模块与信号发射与接收模块相连。使用时，信号发射与接收模块还用于将单项二次PT信号转发给存储模块，以将采集终端反馈的单项二次PT信号传输给存储模块进行暂时存储。之后，存储模块用来存储单项二次PT信号，并且，将三相插头采集到的三个单项二次PT信号按照三相电的顺序(即每一路电源内各个相之间的信号相差120度)组成一路电源信号，直到组成多路电源信号为止，需要进行说明的是，多路电源信号的数量以用电设备实际连接的电源的个数为准。中央处理模块用于对每两路电源信号中的三相电信号分别按照运算选出单项二次PT信号后进行两两比对，并且，根据相乘的结果判断电源信号为顺相序还是逆相相。在此需要进行说明的是，例如，当用电设备中存在三路电源信号时，假设，第一路电源信号中的三相电信号分别为单项二次PT信号a，单项二次PT信号b和单项二次PT信号c，在第二路电源信号中三相电信号分别为单项二次PT信号A，单项二次PT信号B和单项二次PT信号C，第三路电源信号中的三相电信号分别为单项二次PT信号X，单项二次PT信号Y和单项二次PT信号Z。执行时，先将第一路和第二路这两路电源信号中的三相电信号分别按照运算选出单项二次PT信号后进行两两比对即进行aA、aB、aC、bA、bB、bC、cA、cB和cC共9次的比对，如果比对的结果有且只有三个同相组合，且，根据三个同相组合分析得出每两个电源信号的相序排列并判断相序循环是否一致。然后，将第一路和第三路这两路电源信号中的三相电信号分别按照运算选出单项二次PT信号后进行两两比对即进行aX、aY、aZ、bX、bY、bZ、cX、cY和cZ共9次的比对，如果比对的结果有且只有三个同相组合，且，根据三个同相组合分析得出每两个电源信号的相序排列并判断相序循环否一致，如果根据比对的结果判断都为相序循环一致即判定上述三路电源信号可在一定范围为该用电设备进行转供电；如果上述两次比对的其中有一次或两次的结果为相序循环不一致即判定上述三路电源信号中一路电源或两路电源不能为该用电设备进行转供电。

此外，由于采集终端需要在有电的情况下才可以工作，采集终端还包括电池和电量检测模块，通常，上述电池为纽扣电池，其体积小、容量大、使用方便，上述电池用于为通道执行模块、数据采集模块、A/D转换模块和信号收发模块提供电能，以保障上述各个功能模块正常工作，电量检测模块用于采集电池的剩余电量，并且，在判断剩余电量超出设定的阈值范围后发出报警(例如，声响和灯光等)，以及时告知相关的管理人员来更换电池等。

在另一种实施例中，电量检测模块采集到的电池的剩余电量可传送给后台终端进行显示。具体的显示位置和显示形式可根据后台终端的具体情况进行灵活显示。并且，为了有效判定采集终端、数据连接终端和后台终端之间的传输通道是否正常，可先利用采集终端中的电量检测模块来检测电池的剩余电量并传送给后台终端进行显示，如果后台终端能正常显示，则说明采集终端、数据连接终端和后台终端之间的传输通道传输正常；如果后台终端不能正常显示，则说明采集终端、数据连接终端和后台终端之间的传输通道传输异常，可见，该测试方法简便高效。

此外，由于后台终端需要在有电的情况下才可以工作，后台终端还包括供电电池和电池电量检测模块，使用时，供电电池用于为发令模块、通道信号生成模块、信号发射与接收模块、存储模块和中央处理模块提供电量供应，电池电量检测模块用于采集供电电池的电量，以保障上述各个功能模块正常工作，并且，在判断电量超出设定的阈值范围后发出报警(例如，声响和灯光等)，以及时告知相关的管理人员来更换供电电池等。需要进行说明的是，上述设定的阈值范围可根据情况进行灵活设定。

另外，为了使上述组合核相过程有效，中央处理器还用于在电源信号少于两路时生成等待信号，从而有效避免了与用电设备相连的电源信号只有一路时造成的中央处理器的消耗。并且，中央处理器还用于在等待信号的计时达到设定阈值时，将组合核相的结果记作失败。需要进行说明的是，等待信号计时的设定阈值通常为一个经验值，以避免中央处理器长时间等待而出现死机等状态的出现，有利于保护中央处理器。

并且，为了完整的比较出两路电源的每一个单项二次PT信号，发令模块用来向中央处理器发送同步核相开始信号和同步核相结束信号，这样，工作时，中央处理器用于在接收到同步核相开始信号后同时对两路电源信号进行组合核相，以及在接收到同步核相结束信号后结束对两路电源信号组合核相，通过上述处理有效避免了中央处理器所核对的单项二次PT信号不完整的现象出现，方便快捷。

综上所述，本实施例提供的二次核相装置包括：采集终端、数据连接终端和后台终端，上述采集终端通过数据连接终端与后台终端相连，使用时，采集终端用来通过三相插头逐个采集用电设备的单项二次PT信号，直到用电设备的每路电源都采集完毕为止，数据连接终端用于将单项二次PT信号发送给后台终端，后台终端用于将单项二次PT信号组成多路电源信号并进行组合核相，以判断多路电源信号为同相还是异相，需要说明的是，组合核相是对每两路电源信号中的三相电信号分别按照运算选出单项二次PT信号后进行两两比对，然后根据比对出的三个同相结果，分析出每两个电源信号的相序循环是否一致。即为了全面有效的进行核相，需要对三相电信号分别按照运算选出单项二次PT信号后进行两两比对，并，根据同相的结果，分析出每两个电源信号的相序循环是否一致。当第一路电源中的三相相序循环与第二路电源中的三相相序循环一致时，判定这两路电源为顺相序，即可由这两路电源在一定范围为用电设备进行转供电，与现有技术相比，省去了人工反复核对和测试的过程，能够方便准确的获取核相的结果。

实施例2

参见图4，本实施例提供了二次核相系统包括：电源带电指示器4和上述任一项的二次核相装置5，上述电源带电指示器和的二次核相装置通过接线插脚相连，在使用时，二次核相装置用来通过接线插脚从电源带电指示器中引入二次电源，通常上述二次电源的电压为5V到9V，安全有效。

综上所述，本实施例提供的二次核相系统包括：电源带电指示器和上述任一项的二次核相装置，并且，电源带电指示器和的二次核相装置通过接线插脚相连，这样，二次核相装置用来从电源带电指示器中引入二次电源，通过电源带电指示器和二次核相装置的配合使用，能够保障核相工作安全有效的进行。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。