本发明属于电气一、二次设备检修、改造及调试技术领域，具体涉及一种电气设备手自一体化校线系统及方法。
背景技术：
电气一、二次设备作为发、输、变、配电各个环节的重要组成部分，其回路连接是否正确、完善直接影响电力系统能否安全稳定运行。为了维持电气一、二次设备以最佳状态服役，在其基建、检修、改造各个时期需要进行消缺以及调试工作，而校线作为最基本工作，校线的准确率直接影响电气一、二次设备基建、检修、改造后能否安全投运。如果校线没有及时发现回路缺陷，将对设备投运后造成巨大的隐患，随时可造成设备非计划停运，若发生故障进一步可扩大事故范围。校线的主要目的在于检验电气设备接线、回路的完整性及可靠性，及时发现并消除可能存在的缺陷，验证设计院图纸、厂家出厂图纸的正确性，检验安装施工质量是否附页要求，保证电气设备零缺陷安全、顺利投运。根据过年电气设备运行事故来看，发生过多起可避免校线失误造成的安全生产事故，如CT互感器开路及相序错误、PT互感器短路及相序错误、直流逻辑回路接线错误，因此校线成为电气设备在基建、检修、改造过程中的重中之重。
目前常见的电气设备校线方法如下：
1)通灯法：校线至少需要两名工作人员配合，一名工作人员手持通灯在电气设备本侧，另一名工作人员手持通灯在电气设备对侧，双方通过对讲机或手机进行沟通，根据设计图纸在待校线两侧分别接入通灯，通灯一头接待测线，另一头接地线，电气设备本侧工作人员控制通灯亮一次，对侧通灯也随之亮一次，电气设备对侧工作人员控制通灯亮一次，本侧通灯也随之亮一次。结合电气设备本侧、对侧指令及通灯亮灭情况，可以判断待校线是否符合设计要求，接线是否正确。
2)万用表法：校线过程与通灯法相似，同样至少需要两名工作人员配合，一名工作人员持万用表在电气设备本侧，另一名工作人员持短接线在电气设备对侧，双方通过对讲机或手机进行沟通，电气设备本侧万用表拨至蜂鸣档，一头接在待校线，另一头接地，电气设备对侧工作人员则将待校线通过短接线连接至地线，此时本侧万用表持续发出蜂鸣声，当对侧人员断开待校线与第连接后，电气设备本侧万用表蜂鸣声立即停止，由此判断待校线接线正确与否。
现有技术中电气一、二次设备校线方法存在以下缺陷和不足：
1)校线效率低：校线至少需要两人才能完成，同时配备语音通话设备，而目前智能集成式电气二次设备包含大量外接线，需专门投入大量时间才能校完整个电气设备外接线，间接增大人工和设备成本。
2)校线存在隐患：人工校线容易受到外界环境及工作人员自身的干扰，包括沟通不畅、工作人员注意力不集中等随机因素，导致电气设备校线后仍存在个别隐患，为或许顺利投运造成影响。
3)校线手段单一：无论是采用万用表还是通灯方式校线，仅利用单一直观声或光方式判断待校线路，未将两种方式有机结合，进一步确认校线情况。
此外迄今为止，市面上尚未见到类似一种电气设备手自一体化校线系统成品装置及相关应用报道。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有校线方法存在的不足，提供一种电气设备手自一体化校线系统，该系统便于现场使用，能够为工作人员减轻繁重的校线和成本负担，提升校线效率及可信度，为后续电气设备零缺陷投运奠定基础。
为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案来实现：
一种电气设备手自一体化校线系统，包括两个相同的第一校线模块和第二校线模块，均设置有正极性和负极性输出端口；所述第一校线模块正或负极性输出端口连接至电气设备本侧待校线，第一校线模块剩余的另一极性输出端口与地线相连；所述第二校线模块选取与第一校线模块和待校线连接相反的极性输出端口连接至电气设备对侧待校线，第二校线模块剩余的另一极性输出端口与地线相连；所述第一校线模块和第二校线模块均用于改变电气设备待校线极性，并使第一校线模块、待校线、第二校线模块和地线形成电流通路，通过第一校线模块和第二校线模块的信号交叉判断电气设备待校线的正确性。
优选的，所述第一校线模块和第二校线模块均包括电流检测模块、测光模块、发光二极管、第一开关、电源模块、电压检测模块、智能处理模块、按键模块、显示模块和无线传输模块；
所述电源模块负极性端与校线模块负极性输出端口相连，所述电源模块正极性端经第一开关与所述发光二极管阳极相连，所述发光二极管阴极经电流检测模块与校线模块正极性输出端口相连，所述电压检测模块两端并联至所述校线模块正、负极性输出端口，所述第一开关控制端口连接至智能处理模块，所述电流检测模块和电压检测模块数据输出端口连接至智能处理模块模拟量输入端口，所述测光模块信号输出端口连接至智能处理模块数字量输入端口，所述按键模块、显示模块、语音模块和无线传输模块分别与智能处理模块相连；
所述测光模块用于检测发光二极管的光信号，所述电流检测模块用于检测待校线电流，所述电压检测模块用于检测待校线电压，所述第一开关用于控制发光二极管亮灭，所述电源模块为整个系统提供电源能量，所述智能处理模块用于控制第一开关，还用于采集测光模块、电流检测模块和电压检测模块的输出信号，并利用欧姆定律计算电阻，所述按键模块用于选择设置第一校线模块和第二校线模块的主从、自动或手动的工作模式，所述显示模块用于显示智能处理模块采集的光信号、电流和电压，以及智能处理模块计算的电阻信息；所述无线传输模块用于第一校线模块和第二校线模块的指令和信号传输及信息共享。
进一步，所述第一校线模块和第二校线模块还均包括第二开关、照明灯和语音模块；所述第二开关与照明灯串联后并联至电源模块，第二开关控制端口连接至智能处理模块；所述语音模块与智能处理模块相连，用于电气设备本侧和对侧之间的语音通话；所述按键模块还用于控制照明灯亮灭。
进一步，所述第一校线模块或第二校线模块中第一开关和第二开关采用MOS开关管，所述电流检测模块和电压检测模块采用真有效值AD转换芯片，所述智能处理模块采用低功耗32位微处理，所述照明灯采用高亮白光二极管，所述发光二极管采用红色发光二极管，所述电源模块采用可充电锂电池，所述测光模块采用红外型测光模块。
优选的，所述第一校线模块和第二校线模块同时参与电气一次设备校线时，所述第一校线模块正极性输出端口连接至电气一次设备本侧待校线，所述第一校线模块负极性输出端口接地，所述第二校线模块正极性输出端口接地，所述第二校线模块负极性输出端口连接至电气一次设备对侧待校线；所述第一校线模块和第二校线模块同时参与电气二次设备校线时，所述第一校线模块正极性输出端口连接至电气二次设备本侧待校线，第一校线模块负极性输出端口接地，所述第二校线模块正极性输出端口接地，所述第二校线模块负极性输出端口连接至电气二次设备对侧待校线。
优选的，所述第一校线模块和第二校线模块同时参与电气一次设备校线时，所述第一校线模块正极性输出端口接地，所述第一校线模块负极性输出端口连接至电气一次设备本侧待校线，所述第二校线模块正极性输出端口连接至电气一次设备对侧待校线，所述第二校线模块负极性输出端口接地；所述第一校线模块和第二校线模块同时参与电气二次设备校线时，所述第一校线模块正极性输出端口接地，所述第一校线模块负极性输出端口连接至电气二次设备本侧待校线，所述第二校线模块正极性输出端口连接至电气二次设备对侧待校线，所述第二校线模块负极性输出端口接地。
优选的，所述第一校线模块和第二校线模块其中的一个模块参与电气一次设备校线时，所述第一校线模块或第二校线模块正或负极性输出端口连接至所述电气一次设备本侧或电气一次设备对侧待校线，所述电气一次设备剩余的一侧待校线则接地，所述第一校线模块或第二校线模块剩余的另一极性输出端口则接地；所述第一校线模块和第二校线模块其中的一个模块参与电气二次设备校线时，所述第一校线模块或第二校线模块正或负极性输出端口连接至所述电气二次设备本侧或电气二次设备对侧待校线，所述电气二次设备剩余的一侧待校线则接地，所述第一校线模块或第二校线模块剩余的另一极性输出端口则接地。
一种电气设备手自一体化校线方法，基于权利要求1所述的系统，其包括如下步骤：
步骤1)通过按键模块设置第一校线模块和第二校线模块手动或自动校线方式，手动模式下进入步骤2)，自动模式下则进入步骤3)；
步骤2)在手动方式下校线时，电气设备本侧和对侧工作人员双方按照事先约定校线流程，利用按键模块改变各自校线模块通断，综合分析发光二极管亮灭、电流检测模块及电压检测模块电流和电压信息完成校线，
步骤3)在自动方式下校线时，通过按键模块设置第一校线模块和第二校线模块其中的一个校线模块为主校线模块，剩余的另一校线模块为从属校线模块，主校线模块和从属校线模块通过无线传输模块进行通信，进入步骤4)；
步骤4)主校线模块控制从属校线模块第一开关闭合，主校线模块控制自身第一开关通断一次，每一次通断主校线模块收集自身发光二极管亮灭情况，电流检测模块和电压检测模块电流和电压数据，并利用欧姆定律计算电阻R，同时获取从属校线模块发光二极管亮灭情况，电流检测模块和电阻R信息，主校线模块判断电气设备两侧光信号、电流信号和电阻信号是否一致，若不一致，则需要进一步检查待校线情况，消除缺陷后返回步骤1)重新校线，若一致则待校线回路完整，无寄生回路，进入步骤5)；
步骤5)主校线模块控制自身第一开关闭合，并命令从属校线模块第一开关通断一次，每一次通断从属校线模块收集自身发光二极管亮灭情况，电流检测模块和电压检测模块电流和电压数据，并利用欧姆定律计算电阻R，同时获取主校线模块发光二极管亮灭情况，电流检测模块和电阻R信息，从属校线模块判断电气设备两侧光信号、电流信号和电阻信号是否一致，若不一致，则需要进一步检查待校线情况，消除缺陷后返回步骤1)重新校线，若一致则待校线回路完整，无寄生回路，完成本条电气设备线路校线。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明校线模块便于现场携带使用，结合现代微机智能处理技术，进一步简化硬件电路，加强模块使用灵活性和扩展性；每个校线模块仅设置有正、负两个输出端口，而且一端直接连接至大地，另一端连接至待校线，利用已有地网和待校线形成回路，减轻工作人员接线复杂度；现场使用时，各校线模块利用远距离无线传输技术共享、传达预先设定指令，克服传统语音通信设备因距离远产生通信不佳导致沟通不畅问题，结合光、电流和电阻多种校线方式自动判断电气一、二次设备接线完整性，有效提升校线准确度和校线效率。
进一步的，本发明采用集成度高，低功耗，使用寿命长的智能处理模块，智能处理模块依据校线模块测光模块、电流检测模块，电压检测模块，并利用欧姆定律计算出待校线回路电阻，综合对侧、本侧校线模块光、电流、电阻信息，自动判断待校线外回路无寄生电路和接线完整性是否符合设备本身及设计要求。同时将高亮照明灯嵌入到校线模块，使得校线模块更适用于恶劣、昏暗的调试场合。
进一步的，本发明第一开关、第二开关采用场效应MOS管电子开关，通过改变栅、源极之间电平信号，实现开关通断控制，即实现待校线与地线之间回路的通断；场效应MOS管电子开关在开通、关断时无火花产生，使用更加安全，同时与传统继电器相比较，MOS管电子开关开通电阻小至10毫欧，传统继电器开通电阻为50毫欧，MOS管电子开关开断次数更多，进一步可降低校线模块整体功耗，延长校线模块使用寿命和可靠度；电子开关凭借体积小、结构简单、安全性高、控制简单都优点，降低校线模块生产成本，提升使用性能。
进一步的，本发明红光型发光二级管和红外高灵敏度型测光模块，红光型发光二极管在所有可见光中波长最长，空气对其散射作用也最弱，现场使用时更加醒目，智能处理模块控制电子开关闭合，此时待校线与地线之间发光二极管工作发出红光，红外测光模块捕捉到光源后立即响应并反馈至智能处理模块；本发明红外测光模块与发光二极管采用非接触方式布置，间接判断发光二极管工作与否，替代传统工作人员肉眼辨识，提升待校线回路通断判断可靠度，减轻现场工作人员工作负担。
进一步的，本发明电流检测模块和电压检测模块利用智能处理模块自带12位AD模拟量采集芯片，无需使用额外的AD模拟量采集芯片，降低整个模块成本和电路复杂度、设计难度，电流检测模块和电压检测模块将被校线和地线回路之间的电流和电压都转换为数字量，再通过智能处理模块读取该数字量信号并还原成电流和电压值。
进一步的，本发明电源模块采用可充电锂电池，在电池使用寿命周期内，能够多次循环使用，相比普通一次性电池，本发明电源模块更加环保、性价比更高，内置电池充放电管理器，使电池充电、放电均维持在最佳状态，有效保护电池，防止电池过充、过放，延长电池充放电使用寿命，校线模块使用时，本发明电源模块工作模式为节能模式，为整个校线模块进一步降低功耗负担。
本发明所述方法首先在电气一、二次设备本侧、对侧分别安装校线模块，根据语音模块的指令利用各侧校线模块按键模块预先设置本侧或对侧校线模块为主机，剩余的模块则设置为从机，现场使用时从机控制自身第一开关常闭，主机控制自身第一开关三次通断；每次通断主机记录自身第一开关状态，测光模块获取的发光二极管信息，电流检测模块所检测电流值，电压模块所检测电压值，由电压和电流换算出来电阻值；主机在控制第一开关通断的同时利用无线模块将通断信息发送至从机，从机接收每次通断信息后，立即记录自身第一开关状态，测光模块获取的发光二极管信息，电流检测模块所检测电流值，电压模块所检测电压值，由电压和电流换算出来电阻值，并将所检测信息通过自身无线模块反馈至主机，主机通过判断两侧发光二极管、电流、电阻是否一致判断待校线接线情况；主机判断完成后由从机再次确认待校线接线情况，此时判断流程与上述类似，从机控制自身第一开关通断三次，主机控制自身第一开关闭合，从机根据每次开关通断两侧发光二极管、电流、电阻是否一致再次确认主机的判断结果。
附图说明：
图1为本发明实施例1所述系统示意图。
图2为本发明实施例2所述系统示意图。
图3为本发明实施例3所述系统示意图。
图4为本发明实施例4所述系统示意图。
图5为本发明实施例5所述系统示意图。
图6为本发明实施例6所述系统示意图。
图7为本发明实施例7所述系统示意图。
图8为本发明实施例8所述系统示意图。
图9为本发明手自一体化校线模块系统示意图。
图中：第一校线模块a、第二校线模块b、电气二次设备本侧2、电气二次设备对侧3、电气一次设备4、电气一次设备本侧5、电气一次设备对侧6、电流检测模块1-1、测光模块1-2、发光二极管1-3、第一开关1-4、电源模块1-5、第二开关1-6、照明灯1-7、电压检测模块1-8、智能处理模块1-9、按键模块1-10、显示模块1-11、语音模块1-12、无线传输模块1-13。
具体实施方式：
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明校线效率高、判断依据多样化、能够降低人工成本，提升检测准确度，适用于电气设备改造、检修及新建校线技术领域。
本发明包括两个相同的第一校线模块a和第二校线模块b；其中，所述第一校线模块a正或负极性输出端口连接至电气设备本侧待校线，第一校线模块a剩余的另一极性输出端口则与地线相连；所述第二校线模块b则选取与第一校线模块a和待校线连接相反的极性输出端口连接至电气设备对侧待校线，第二校线模块b剩余的另一极性输出端口则与地线相连；所述第一校线模块a和第二校线模块b通过自身无线传输模块1-13进行指令、信号传输及信息共享；
所述第一校线模块a和第二校线模块b均用于改变电气设备待校线极性，并使第一校线模块a、待校线、第二校线模块b和地线形成电流通路，结合第一校线模块a和第二校线模块b光信号、电流及电阻信号交叉判断电气设备待校线的正确性。
如图9所示，所述第一校线模块a或第二校线模块b结构、功能配置完全相同，均包括电流检测模块1-1、测光模块1-2、发光二极管1-3、第一开关1-4、电源模块1-5、第二开关1-6、照明灯1-7、电压检测模块1-8、智能处理模块1-9、按键模块1-10、显示模块1-11、语音模块1-12、无线传输模块1-13；
所述电源模块1-5负极性端与校线模块负极性输出端口相连，所述电源模块1-5正极性端经第一开关1-4与所述发光二极管1-3阳极相连，所述放光二极管1-3阴极经电流检测模块1-1与校线模块正极性输出端口相连，所述第二开关1-6与照明灯1-7串联后并联至电源模块1-5，所述电压检测模块1-8两端并联至所述校线模块正、负极性输出端口，所述第一开关1-4和第二开关1-6控制端口连接至智能处理模块1-9，所述电流检测模块1-1和电压检测模块1-8数据输出端口连接至智能处理模块1-9模拟量输入端口，所述测光模块1-2信号输出端口连接至智能处理模块1-9数字量输入端口，所述按键模块1-10、显示模块1-11、语音模块1-12和无线传输模块1-13分别与智能处理模块1-9相连；
所述测光模块1-2用于捕捉发光二极管1-3亮灭情况，所述电流检测模块1-1用于检测待校线电流，所述电压检测模块1-8用于检测待校线电压，所述照明灯1-7用于照明，所述第一开关1-4通过通断来控制发光二极管1-3亮灭，所述第二开关1-6用于控制照明灯1-7，所述电源模块1-5为整个系统提供电源能量，所述智能处理模块1-9用于控制第一开关1-4、第二开关1-6，还原测光模块1-2、电流检测模块1-1、电压检测模块1-8，并利用欧姆定律计算电阻，进一步判断待校线接线情况，所述语音模块1-12用于电气设备本侧和对侧之间的语音通话，所述按键模块1-10用于设置第一校线模块a、第二校线模块b主从、自动、手动模式，并控制照明灯亮灭，所述显示模块1-11用于显示待校线光、电流、电压和电阻信息。所述智能处理模块1-9采集测光模块1-2、电流检测模块1-1和电压检测模块1-8的输出，并利用欧姆定律计算电阻，结合第一校线模块a和第二校线模块b光信号、电流及电阻信号交叉对比判断电气设备待校线的正确性。
如图1所示，所述第一校线模块a和第二校线模块b同时参与电气一次设备校线时，所述第一校线模块a正极性输出端口连接至电气一次设备本侧5待校线，所述第一校线模块a负极性输出端口接地，所述第二校线模块b正极性输出端口接地，所述第二校线模块b负极性输出端口连接至电气一次设备对侧6待校线。
如图5所示，所述第一校线模块a和第二校线模块b同时参与电气二次设备校线时，所述第一校线模块a正极性输出端口连接至电气二次设备本侧2待校线，第一校线模块a负极性输出端口接地，所述第二校线模块b正极性输出端口接地，所述第二校线模块b负极性输出端口连接至电气二次设备对侧3待校线。
如图2所示，所述第一校线模块a和第二校线模块b同时参与电气一次设备校线时，所述第一校线模块a正极性输出端口接地，所述第一校线模块a负极性输出端口连接至电气一次设备本侧5待校线，所述第二校线模块b正极性输出端口连接至电气一次设备对侧6待校线，所述第二校线模块b负极性输出端口接地。
如图6所示，所述第一校线模块a和第二校线模块b同时参与电气二次设备校线时，所述第一校线模块a正极性输出端口接地，所述第一校线模块a负极性输出端口连接至电气二次设备本侧2待校线，所述第二校线模块b正极性输出端口连接至电气二次设备对侧3待校线，所述第二校线模块b负极性输出端口接地。
如图3和图4所示，所述第一校线模块a和第二校线模块b其中的一个模块参与电气一次设备校线时，所述第一校线模块a或第二校线模块b正或负极性输出端口连接至所述电气一次设备本侧5或电气一次设备对侧6待校线，所述电气一次设备剩余的一侧待校线则接地，所述第一校线模块a或第二校线模块b剩余的另一极性输出端口则接地；
如图7和图8所示，所述第一校线模块a和第二校线模块b其中的一个模块参与电气二次设备校线时，所述第一校线模块a或第二校线模块b正或负极性输出端口连接至所述电气二次设备本侧2或电气二次设备对侧3待校线，所述电气二次设备剩余的一侧待校线则接地，所述第一校线模块a或第二校线模块b剩余的另一极性输出端口则接地。
本实施例中，所述第一校线模块a或第二校线模块b中第一开关1-4和第二开关1-6采用MOS开关管，所述电流检测模块1-1和电压检测模块1-8采用真有效值AD转换芯片，所述智能处理模块1-9采用低功耗32位微处理，所述照明灯1-7采用高亮白光二极管，所述发光二极管1-3采用红色发光二极管，所述电源模块1-5采用可充电锂电池，所述测光模块1-2采用红外型测光模块。
本实施例中，一种电气设备手自一体化校线方法，具体包括如下步骤：
步骤1)通过按键模块1-10设置第一校线模块a和第二校线模块b手动或自动校线方式，手动模式下进入步骤2)，自动模式下则进入步骤3)；
步骤2)在手动方式下校线时，电气设备本侧和对侧工作人员通过语音模块1-12进行信息交流，双方按照事先约定校线流程，利用按键模块1-10改变各自校线模块通断，综合分析发光二极管1-3亮灭、电流检测模块1-1及电压检测模块1-8电流和电压信息完成校线，
步骤3)在自动方式下校线时，通过按键模块1-10设置第一校线模块a和第二校线模块b其中的一个校线模块为主校线模块，剩余的另一校线模块为从属校线模块，主校线模块和从属校线模块通过无线传输模块1-13进行通信，进入步骤4)；
步骤4)主校线模块控制从属校线模块第一开关1-4闭合，主校线模块控制自身第一开关1-4通断一次，每一次通断主校线模块收集自身发光二极管1-3亮灭情况，电流检测模块1-1和电压检测模块1-8电流和电压数据，并利用欧姆定律计算电阻R，同时获取从属校线模块发光二极管1-3亮灭情况，电流检测模块1-1和电阻R信息，主校线模块判断电气设备两侧光信号、电流信号和电阻信号是否一致，若不一致，则需要进一步检查待校线情况，消除缺陷后返回步骤1)重新校线，若一致则待校线回路完整，无寄生回路，进入步骤5)；
步骤5)主校线模块控制自身第一开关1-4闭合，并命令从属校线模块第一开关1-4通断一次，每一次通断从属校线模块收集自身发光二极管1-3亮灭情况，电流检测模块1-1和电压检测模块1-8电流和电压数据，并利用欧姆定律计算电阻R，同时获取主校线模块发光二极管1-3亮灭情况，电流检测模块1-1和电阻R信息，从属校线模块判断电气设备两侧光信号、电流信号和电阻信号是否一致，若不一致，则需要进一步检查待校线情况，消除缺陷后返回步骤1)重新校线，若一致则待校线回路完整，无寄生回路，进入步骤6)；
步骤6)本条电气设备线路校线结束，拆除校线模块并安装至另一条待校线路，并继续进行下一条电气设备线路校线工作。
本发明在使用时，根据现场实际情况，选取图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示其中一种接线方式，按照一种电气设备手自一体化校线方法完成电气设备校线工作。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。