一种多芯线电缆测试电路及装置的制作方法

1.本发明涉及配电设备测试技术领域，特别涉及一种多芯线电缆测试电路及装置。


背景技术：

2.电缆是指装有绝缘层和保护外皮的导线。通常是比较粗的，由多股彼此绝缘的导线(本文中称之为芯线)构成。在电力行业，电缆被广泛使用，其中带航空插头的连接导线就属于电缆的一种。
3.随着电网技术的快速发展，带航空插头的连接导线开始在配网断路器柜，配网自动化成套柜、配网柱上自动化开关等设备上大量应用。另外目前配网开关柜正往智能化，自动化发展，同时开关柜已大量配套二次室实现智能化，自动化功能。
4.现有技术中，针对航空插头的连接导线及二次回路故障的排查测试，一般利用万能表对航空插头的连接导线和二次回路进行点对点的测量，工作人员工作量大，耗时长，同时还较难发现导线间短路的故障。另外现有航空插头导线和二次回路测试装置插口线芯固定，导致在工程测试中应用受限，不能灵活适应测试环境。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种多芯线电缆测试电路及装置，用以解决现有技术中的缺陷，实现航空插头和二次回路连接导线短路、断路情况的快速检测。
6.第一方面，本发明提供一种多芯线电缆测试电路，所述测试电路包括第一测试模块，所述第一测试模块包括第一断路测试单元和第一短路测试单元；
7.所述第一断路测试单元包括第一断路输出端口、第一断路输入端口以及依次连接在第一断路输出端口和第一断路输入端口之间的第一断路发光二极管、第一开关、第一电容器、第二开关、第二断路发光二极管；
8.所述第一短路测试单元包括第一短路输入端口、第一短路输出端口以及连接在第一短路输入端口和第一短路输出端口之间的第一短路发光二极管；
9.其中，第一断路输出端口和第一短路输入端口分别用于供一根芯线的两端电连接，第一断路输入端口和第一短路输出端口分别用于供另一根芯线的两端电连接，以使第一测试模块形成闭合回路。
10.本发明提供的一种多芯线电缆测试电路，能够快速排查航空插头的连接导线及二次回路故障的故障，特别是针对短路故障，测试回路一通电便可通过发光二极管直接判定短路故障。
11.作为进一步改进，所述测试电路还包括多个第二测试模块，多个第二测试模块中的每个第二测试模块均包括第二断路测试单元和第二短路测试单元；其中，所述第二断路测试单元包括第二断路输出端口、第二断路输入端口、第三断路发光二极管和第二电容器，第二电容器的第一端和第二断路输入端口之间依次连接有第三开关和第四断路发光二极
管，第三断路发光二极管的第一端与第二断路输出端口连接；所述第二短路测试单元包括第二短路输出端口、第二短路输入端口以及连接在第二短路输出端口和第二短路输入端口之间的第二短路发光二极管；其中，第二断路输出端口和第二短路输入端口分别用于供一根芯线的两端电连接，第二断路输入端口和第二短路输出端口分别用于供一根芯线的两端电连接；
12.多个第二测试模块中相邻的各第二测试模块依次连接后，与第一测试模块连接，其中，第二测试模块与第一测试模块的具体连接关系为：
13.第二电容器的第二端连接在第一电容器和第二开关之间，第三断路发光二极管的第二端连接在第二开关和第二断路发光二极管之间；
14.其中，各第二测试模块与相邻的另一个第二测试模块的具体连接关系为：
15.当前第二测试模块的第二电容器的第二端连接在相邻的另一个第二测试模块的第二电容器和第三开关之间，当前第二测试模块的第三断路发光二极管的第二端连接在相邻的另一个第二测试模块的第三开关和第三断路发光二极管之间。
16.由于各第二测试模块能够根据需求进行扩展，因此，本发明能够灵活适应测试环境，扩展方便，适应不同芯数的导线测试，应用范围广。
17.作为进一步改进，所述测试电路还包括第一充电回路，所述第一充电回路包括第一直流电源、多个第一二极管，第一电容器的两端分别通过第一二极管连接在第一直流电源的两端和/或各第二电容器的两端均分别通过第一二极管连接在第一直流电源的两端。
18.进一步的，本发明的第一充电回路二极管简单，但是起到大作用，当电容未充满电时，二极管导通，当电容充满电时，二极管截止。同时，二极管可实现充电回路与放电回路的相对独立。
19.作为进一步改进，所述第一充电回路还包括用于控制第一直流电源通断的第一自复开关。
20.本发明中充电回路充电快速，按下复位开关，松开后即充电完毕，方便操作。
21.作为进一步改进，所述第一断路测试单元还包括第一电阻，所述第一电阻串联在第一电容和第一断路发光二极管之间。
22.作为进一步改进，所述第二断路测试单元还包括第二电阻，其中，与第一断路测试单元连接的第二断路测试单元的第二电阻串联在第二电容和第二开关之间；与相邻的另一个第二断路测试单元连接的第二断路测试单元的第二电阻串联在当前的第二断路测试单元第二电容和相邻的另一个第二断路测试单元第三开关之间。
23.本发明中，第一电阻和第二电阻的阻值较大，主要起到限流的作用。同时，当导数芯数增多，电容的数量增多，整个电路串在一起的电压也升高，此时由于第一电阻和第二电阻的阻值很大，相当于一个内阻非常大的电源，在使用的过程中起到安全的作用。
24.作为进一步改进，所述测试电路还包括多个放电模块，多个放电模块中的每个放电模块均包括放电输出端口、放电输入端口以及依次连接在放电输出端口和放电输入端口之间的第四开关、第三电阻和第三电容器；
25.其中，放电模块用于连接在第一测试模块和第二测试模块之间，具体连接关系为：放电输出端口连接在第一测试模块的第一短路发光二极管和第一短路输出端口之间，放电输入端口连接在第二测试模块的第二短路发光二极管和第二短路输入端口之间；
26.放电模块还用于连接在相邻的第二测试模块之间，具体连接关系为：放电输出端口连接在当前第二测试模块的第二短路发光二极管和第二短路输出端口之间，放电输入端口连接在相邻的另一个第二测试模块的第二短路发光二极管和第二短路输入端口之间。
27.作为进一步改进，还包括第二充电回路，所述第二充电回路包括第二直流电源、多个第二二极管，各第三电容器的两端分别通过第二二极管连接在第二直流电源的两端。
28.作为进一步改进，所述第二充电回路还包括用于控制第二直流电源通断的第二自复开关。
29.第二方面，本发明提供一种多芯线电缆测试装置，所述电缆两端安装有航空插头，所述测试装置包括第一测试箱、第二测试箱以及上述的多芯线电缆测试电路；
30.所述第一断路测试单元和第二断路测试单元设置在所述第一测试箱上，第一短路测试单元和第二短路测试单元设置在所述第二测试箱上；
31.所述第一测试箱上设置有第一航空插座，所述第一航空插座的各触点对应电连接第一断路测试单元的第一断路输出端口、第一断路输入端口以及第二断路测试单元的第二断路输出端口、第二断路输入端口；
32.所述第一测试箱上设置有第二航空插座，所述第二航空插座的各触点对应电连接第一短路测试单元的第一短路输出端口、第一短路输入端口以及第二短路测试单元的第二短路输出端口、第二短路输入端口。
33.本发明中，通过第一测试箱和第二测试箱上的控制开关(即第一开关、第二开关、第三开关和第四开关)相互配合，可快速找到故障点位置，故障排查可实现快速准确定位。
34.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
35.下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；
36.图1为一个实施例中第一测试模块的电路图。
37.图2为一个实施例中第一测试模块和一个第二测试模块连接后的电路图。
38.图3为一个实施例中第一测试模块和两个第二测试模块连接后的电路图。
39.图4为另一个实施例中多芯线电缆测试电路的电路图。
40.图5为一个实施例中多芯线电缆测试装置a箱的结构示意图。
41.图6为一个实施例中多芯线电缆测试装置b箱的结构示意图。
具体实施方式
42.本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
43.如图1所示，本发明提供了一种多芯线电缆测试电路，所述测试电路包括第一测试模块100，所述第一测试模块100包括第一断路测试单元110和第一短路测试单元120；所述第一断路测试单元110包括第一断路输出端口d1
‑
1、第一断路输入端口d1
‑
2以及依次连接在第一断路输出端口d1
‑
1和第一断路输入端口d1
‑
2之间的第一断路发光二极管op1
‑
1、第
一开关k1
‑
1、第一电容器c
‑
1、第二开关k1
‑
1、第二断路发光二极管op1
‑
2；所述第一短路测试单元120包括第一短路输入端口d1
‑
3、第一短路输出端口d1
‑
4以及连接在第一短路输入端口d1
‑
3和第一短路输出端口d1
‑
4之间的第一短路发光二极管op1
‑
3；其中，第一断路输出端口d1
‑
1和第一短路输入端口d1
‑
3分别用于供一根芯线的两端电连接，第一断路输入端口d1
‑
2和第一短路输出端口d1
‑
4分别用于供另一根芯线的两端电连接，以使第一测试模块100形成闭合回路。
44.如图2所示，在一个实施例中，所述测试电路还包括多个第二测试模块200，多个第二测试模块200中的每个第二测试模块200均包括第二断路测试单元210和第二短路测试单元220；其中，所述第二断路测试单元210包括第二断路输出端口d2
‑
1、第二断路输入端口d2
‑
2、第三断路发光二极管op2
‑
1、第二电容器c
‑
2，第二电容器c
‑
2的第一端和第二断路输入端口d2
‑
2之间依次连接有第三开关k1
‑
3和第四断路发光二极管op2
‑
2，第三断路发光二极管op2
‑
1的第一端与第二断路输出端口d2
‑
1连接；所述第二短路测试单元220包括第二短路输出端口d2
‑
4、第二短路输入端口d2
‑
3以及连接在第二短路输出端口d2
‑
4和第二短路输入端口d2
‑
3之间的第二短路发光二极管op2
‑
3；其中，第二断路输出端口d2
‑
1和第二短路输入端口d2
‑
3分别用于供一根芯线的两端电连接，第二断路输入端口d2
‑
2和第二短路输出端口d2
‑
4分别用于供一根芯线的两端电连接。
45.多个第二测试模块200中相邻的各第二测试模块200依次连接后，与第一测试模块100连接，其中，如图2所示，第二测试模块200与第一测试模块100的具体连接关系为：第二电容器c
‑
2的第二端连接在第一电容器c
‑
1和第二开关k1
‑
1之间，第三断路发光二极管op2
‑
1的第二端连接在第二开关k1
‑
1和第二断路发光二极管op1
‑
2之间。
46.其中，如图3所示，各第二测试模块200与相邻的另一个第二测试模块200的具体连接关系为：当前第二测试模块200的第二电容器c
‑
3的第二端连接在相邻的另一个第二测试模块200的第二电容器c
‑
2和第三开关k1
‑
3之间，当前第二测试模块200的第三断路发光二极管op3
‑
1的第二端连接在相邻的另一个第二测试模块200的第三开关k1
‑
3和第三断路发光二极管op2
‑
1之间。
47.如图1所示，在一些实施例中，所述第一断路测试单元110还包括第一电阻r
‑
1，所述第一电阻r
‑
1串联在第一电容c
‑
1和第一断路发光二极管op1
‑
1。
48.如图2所示，所述第二断路测试单元210还包括第二电阻r
‑
2，其中，与第一断路测试单元110连接的第二断路测试单元210的第二电阻r
‑
2串联在第二电容c
‑
2和第二开关k1
‑
2之间；如2和图3所示，与相邻的另一个第二断路测试单元210连接的第二断路测试单元210的第二电阻r
‑
3串联在当前的第二断路测试单元210第二电容c
‑
3和相邻的另一个第二断路测试单元210第三开关k1
‑
3之间。
49.如图3所示，在一些实施例中，所述测试电路还包括多个放电模块300，多个放电模块300中的每个放电模块300均包括放电输出端口p1、放电输入端口p2以及依次连接在放电输出端口p1和放电输入端口p2之间的第四开关k2
‑
2、第三电阻r
‑
4和第三电容器c
‑
4；
50.其中，放电模块300用于连接在第一测试模块100和第二测试模块200之间，具体连接关系为：放电输出端口p1连接在第一测试模块100的第一短路发光二极管op1
‑
3和第一短路输出端口d1
‑
4之间，放电输入端口p2连接在第二测试模块200的第二短路发光二极管op2
‑
3和第二短路输入端口d2
‑
3之间；
51.放电模块300还用于连接在相邻的第二测试模块200之间，具体连接关系为：放电输出端口p1连接在当前第二测试模块200的第二短路发光二极管op2
‑
3和第二短路输出端口之间d2
‑
4，放电输入端口p2连接在相邻的另一个第二测试模块200的第二短路发光二极管op3
‑
3和第二短路输入端口d3
‑
3之间。
52.具体的，如图4所示，所述测试电路还包括第一充电回路，所述第一充电回路包括第一直流电源、多个第一二极管，第一电容器c
‑
1的两端分别通过第一二极管连接在第一直流电源的两端和/或各第二电容器(即c
‑
2以及c
‑
3)的两端均分别通过第一二极管连接在第一直流电源的两端。所述第一充电回路还包括用于控制第一直流电源通断的第一自复开关。
53.如图4所示，还包括第二充电回路，所述第二充电回路包括第二直流电源、多个第二二极管，各第三电容器c
‑
4的两端分别通过第二二极管连接在第二直流电源的两端。所述第二充电回路还包括用于控制第二直流电源通断的第二自复开关。
54.如图5和图6所示，本发明的一个实施例中，提供了一种多芯线电缆测试装置，所述电缆两端安装有航空插头，所述测试装置包括第一测试箱(即图5中的a箱)、第二测试箱(即图6中的b箱)以及上述的多芯线电缆测试电路；所述第一断路测试单元110和第二断路测试单元210设置在所述第一测试箱上，第一短路测试单元120和第二短路测试单元220设置在所述第二测试箱上。所述第一测试箱上设置有第一航空插座(或插头)，所述第一航空插座(或插头)的各触点对应电连接第一断路测试单元110的第一断路输出端口d1
‑
1、第一断路输入端口d1
‑
2以及第二断路测试单元210的第二断路输出端口d2
‑
1、第二断路输入端口d2
‑
2；所述第一测试箱上设置有第二航空插座(或插头)，所述第二航空插座(或插头)的各触点对应电连接第一短路测试单元120的第一短路输出端口d1
‑
4、第一短路输入端口d1
‑
3以及第二短路测试单元220的第二短路输出端口d2
‑
4、第二短路输入端口d2
‑
3。
55.参照图4至图6，以下提供一个实现本发明的优选实施例。
56.本发明主要包括两个测试电路，如图4所示，一个电路与a箱连接，另一个电路与b箱连接。a、b箱分别连于被测导线的两端，两个测试电路并不独立，在测试过程中共同完成故障检测。
57.测试原理主要是利用电容的充放电过程，结合放电回路上发光二极管的具体表现来进行故障判断。通常导线存在故障有两种情况，一是断路(某芯)，二是短路(芯与芯之间发生短路)，当发生断路时，放电回路上的发光二极管不亮，当发生短路时，被测回路表征短路的发光二极管不亮。
58.以下介绍本实施例中使用的主要元件：
59.1、电源部分：一个直流电源，一个自复开关，再加一个充电电阻，主要作用是给电容充电。当按下自复开关，充电回路闭合，充电电阻rx阻值很小，可迅速给电容充满电。当松开自复开关，电容充电完毕。
60.2、二极管。电容两端的二极管具有单向导通性，当电容未充满电时，二极管导通，当电容充满电时，二极管截止。同时，二极管可实现充电回路与放电回路的相对独立。
61.3、发光二极管：当有一定电流通过时，发光二极管灯亮，用来表征被测电路的状态。每一条芯路装有一个发光二极管，用来表示通断情况，不同芯之间装的发光二极管用来表征短路情况。
62.4、开关：各芯路上分别配置了一个控制开关。其中a箱的控制开关装在奇数芯路上，b箱的控制开关装在偶数芯路上。通过开关的选择，可以选择接通不同的放电回路，以选择不同的测试回路。
63.5、放电电阻：放电回路的放电电阻r1、r2，阻值较大，主要起到限流的作用。同时，当导数芯数增多，电容的数量增多，整个电路串在一起的电压也升高，此时由于电阻r1、r2的阻值很大，相当于一个内阻非常大的电源，在使用的过程中起到安全的作用。
64.以下结合图4至图6对本发明提供的测试装置的故障测试过程进行说明：
65.1、正常情况。
66.假如被测对象是一根24芯的导线，且导线正常。当连接好a、b箱的端子排后，按下自复开关，电容迅速充电。松开自复开关，电容充满电。合上a箱的1芯与(24)25芯的开关，电流从a箱的1芯出发，经过1芯的发光二极管，流到b箱的1、2芯短路指示二极管，再流回a箱的2芯发光二极管，经过3芯的发光二极管，接着流到b箱的3、4芯短路指示二极管，以此类推，电流最后从24芯的发光二极管流出回到电容的负极。由于导线是正常的，没有发生断路或短路，整个大回路上所有的发光二极管都正常发光。
67.2、断路故障。
68.假如被测对象是一根24芯的导线，且在3芯发生断路。首先检查整条导线是否正常，按下自复开关，电容迅速充电。松开自复开关，电容充满电。合上a箱的1芯与(24)25芯的开关，24芯全都串联在一起，但是由于回路上有断路，所有的灯都不亮。接着排查故障，采用分段的方式，把整条导线分成两段。先尝试后半路，按下13芯与(24)25芯的开关，后半段所有的灯亮，说明故障发生在前半段。接下来把前半段又分成两段，测试7芯与(12)13芯，发现灯正常亮，那么故障发生在1芯与(6)7芯之间。接下来还是把1芯与(6)7芯分成两段，先测试3与(6)7芯，发现灯不亮，锁定故障在3与(6)7芯这个范围，测试5芯与(6)7芯，发现灯亮，再合上3芯与(4)5芯，灯不亮。故障在3芯或4芯上。最后合上b箱的4、5芯开关，4芯上的二极管亮，说明3芯发生了断路。
69.3、短路故障。
70.假如导线的1、2芯之间发生了短路，当接通测试回路后，别的发光二极管会亮，但是1、2芯的发光二极管被短路掉，没有电流流过，不亮，说明1、2芯短路，以此类推。
71.综上，本发明提供的测试电路和测试方法至少具有如下有益效果：
72.1、快速排查航空插头的连接导线及二次回路故障的故障，特别是针对短路故障，测试回路一通电便可通过发光二极管直接判定短路故障。
73.2、灵活适应测试环境，扩展方便，适应不同芯数的导线测试，应用范围广。
74.3、充电回路充电快速，按下复位开关，松开后即充电完毕。
75.4、充电回路二极管简单，但是起到大作用，当电容未充满电时，二极管导通，当电容充满电时，二极管截止。同时，二极管可实现充电回路与放电回路的相对独立。
76.5、放电回路的放电电阻r1、r2，阻值较大，主要起到限流的作用。同时，当导数芯数增多，电容的数量增多，整个电路串在一起的电压也升高，此时由于电阻r1、r2的阻值很大，相当于一个内阻非常大的电源，在使用的过程中起到安全的作用。
77.6、故障排查可实现快速准确定位。a、b箱芯路上的控制开关相互配合，可快速找到故障点位置。
78.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。