变电站二次控制电缆寻线方案研究
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关键词：变电站二次控制电缆；电缆走向；电缆末端；寻线
0 引言
随 着 计 算 机 通 信 技 术 的 快 速 发 展 ，自 动 化 技 术 [1]在 变 电 站中的运用变得越来越广泛，在保证系统设备安全运行的前 提下，也提高了变电运维整体的管理水平。为了减轻变电站运 维人员的劳动强度，达到无人值守的控制水平，变电站的自动 化设备在不断改造和升级。但是随着变电站设备的不断改造 和更换，原有二次控制电缆因施工时未悬挂标识牌或其他原 因导致标识牌无法识别的情况时有发生，这些二次控制电缆 的走向和末端通过施工图纸已无法确定。一般二次控制电缆 均敷设于电缆沟内，电缆沟内控制电缆数量较多，很难找到目 标电缆，而揭沟盖板寻找电缆工作量较大，因此通过人工寻找 无标识牌控制电缆走向及末端较困难。
关键词：自冲铆螺母；压铆装置；快换式工装
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Sheji yu Fenxi◆设计与分析
用于自冲铆螺母的压铆装置结构和工作原理分析
曹义军 刘 彤
（苏州工业园区格比机电有限公司，江苏 苏州 215123）
摘 要：介绍了一种自冲铆螺母的压铆装置结构和工作原理，该装置包括机台、压机机架以及送料退料机构、待压铆螺母的工件定 位装置、待压铆螺母的工件固定装置、压铆机构等。通过结构设计优化，实现汽车车身钣金零件的多品种自冲铆螺母的压铆过程。整个 装置可兼容多种产品，生产效率明显提升，可实现自动化生产。
2 寻线仪装置结构
寻 线 仪 主要 由 两 部 分 组 成 ，分 别 是 主 机 部 分 、从 机 部 分 ， 如图1所示。
图1 寻线仪装置结构 主机部分主要是根据特定的规则，产生相应高频信号，通 过非直接接触式耦合线夹注入到电缆中。为了防止信号在传 输过程中发生巨大消耗，主机采取差模电感阻波的设计思想，
主机硬件部分设计如下： （1）FPGA模块：可编程逻辑阵列FPGA内部逻辑资源及其 DSP硬核丰富，将其作为主机编码调制的发生模块，可以充分 满 足 寻 线高 速 编 码的 要 求 ，在 其 内 部 完 成 高 速 载 频 信 号 的 产 生和编码调制的数字化合成[2]。根据FPGA与旋钮的交互功能， 主 机 工 作 模 式 可 通 过 旋 钮 进 行 设 定 ；此 外 ，FPGA 状 态 指 示 功 能可将电源及工作状态通过LED显示出来。 （2）MCU模块。MCU功能主要由基于TI的芯片实现，包含 内置A/D、D/A转换功能，处理速度快，抗干扰能力强，稳定性 高。此模块还含有外部数据接口，可以和其他外部模块进行数 据交互，从而使得数据传输处理变得简单方便。 （3）模拟信号合成电路：该部分电路采用高速模数转换芯 片，其优点是转换速率高，且所合成的波形杂散指数和谐波等 比 较 低 。 利 用 该 芯 片 对 FPGA 所 生 成 的 数 字 信 号 进 行 D/A 转 换，得到高频率载频调制信号，以便进行下一步的信号调理功 能分析。 （4）信 号 调 理电 路 ：主 要 包 含 滤 波 电 路 、放 大 电 路 及 防 护 电路三部分。信号调理电路的功能是调理模数D/A转换后所 得到的信号，滤除信号中由采样时钟产生的高频镜像信号，以 此获取较强的信号驱动能力。 （5）信号检测电路：信号发生设备包含一个辅助电路— —— 信号反馈检测电路，该电路根据现场要求的实际情况，通过检 波 主 通 道 输 出 信 号 的 能 力 ，来 判定 当 前 位 置 线 缆 发 出 信 号 场 的强度，然后以监测值为基准进行调整，确保信号可以在一定 的范围内稳幅输出。 （6）电 源 电 路 ：主 机 中 的 硬 件 电 路 所 需 电 压 值 设 定 为 宽 幅。电源电路主要采用高效的锂电池充电管理电路以及变换 电路，大大提高了电源利用率。 从机硬件部分结构与主机类似，设计如下： （1）主 控 模 块 。 从 机 的 主 控 模 块 采 用 高 效 的 CPU 核 心 模
设计与分析◆Sheji yu FenxiΒιβλιοθήκη 变电站二次控制电缆寻线方案研究
李 波 王家军 黄 莉 陈 焰 贾浩然
（贵州电网有限责任公司兴义供电局，贵州 黔西南 562400）
摘 要：在变电站综合自动化改造、日常缺陷处理及直流接地查找等运维工作中，经常需寻找电缆走向及电缆末端，于是相应控制 电缆未挂标识牌或标识牌不清晰成为一大困扰。鉴于此，对变电站二次控制电缆寻线方案进行了研究，以解决二次控制电缆因施工时 未悬挂标识牌或长时间运行导致标识标牌不清晰无法确定控制电缆走向和末端的问题。
项 目 名 称 ：兴 义 供 电 局 2019 年 职 工 创 新 项 目“一 种 变 电 站 控 制电缆巡线仪研究”（060600KK52190003）
而不是采用直接接触式耦合线夹上加装电磁阻波的方式。主 机可以发出相邻多个频段的高频信号，从机可以近距离接触 所 耦合 的 电 缆线 ，通 过 对 应 频 段 的 强 度 来 区 分 电 缆 线 芯 对 应 关系，可以避免单一频段被线缆电磁场干扰而影响效果。
从机部分主要通过增益天线在不揭开盖板的情况下测试 电 缆 的 走向 ，利 用 增 益 天 线 发 出 的 信 号 来 进 行 电 缆 的 寻 线 探 测。为了防止干扰信号影响探测结果的准确性，利用选频滤波 的方法和特定报文格式的对应性，从而确保信号的准确性。最 后，通过报文解析方法对得到的信号和目标信号进行校核，整 个检测过程具备良好的人机交互，可以使检测人员简便快捷 地判断出正确的目标电缆。
1 工作原理
寻线仪由信号探测器、信号震荡发生器以及相应的适配 线构成，其工作原理如下：首先，信号震荡发生器发出信号，信 号通过耦合线夹等专用辅材注入目标线缆，使待测线缆发出 特定频段的电磁信号场；其次，在线缆疑似敷设方向使用高灵 敏度的感应探测器感应该电磁信号场的强度；最后，根据信号 探测器所产生的信号强弱差异，可以快速确定目标线缆的走 向。寻线仪是变电运维实施人员在日常工作中查找目标线缆 路径的便捷工具，可在检修施工过程中为确认无标号电缆走 向带来极大的便利。
0 引言
随 着 计 算 机 通 信 技 术 的 快 速 发 展 ，自 动 化 技 术 [1]在 变 电 站中的运用变得越来越广泛，在保证系统设备安全运行的前 提下，也提高了变电运维整体的管理水平。为了减轻变电站运 维人员的劳动强度，达到无人值守的控制水平，变电站的自动 化设备在不断改造和升级。但是随着变电站设备的不断改造 和更换，原有二次控制电缆因施工时未悬挂标识牌或其他原 因导致标识牌无法识别的情况时有发生，这些二次控制电缆 的走向和末端通过施工图纸已无法确定。一般二次控制电缆 均敷设于电缆沟内，电缆沟内控制电缆数量较多，很难找到目 标电缆，而揭沟盖板寻找电缆工作量较大，因此通过人工寻找 无标识牌控制电缆走向及末端较困难。
关键词：自冲铆螺母；压铆装置；快换式工装
150
Sheji yu Fenxi◆设计与分析
用于自冲铆螺母的压铆装置结构和工作原理分析
曹义军 刘 彤
（苏州工业园区格比机电有限公司，江苏 苏州 215123）
摘 要：介绍了一种自冲铆螺母的压铆装置结构和工作原理，该装置包括机台、压机机架以及送料退料机构、待压铆螺母的工件定 位装置、待压铆螺母的工件固定装置、压铆机构等。通过结构设计优化，实现汽车车身钣金零件的多品种自冲铆螺母的压铆过程。整个 装置可兼容多种产品，生产效率明显提升，可实现自动化生产。
2 寻线仪装置结构
寻 线 仪 主要 由 两 部 分 组 成 ，分 别 是 主 机 部 分 、从 机 部 分 ， 如图1所示。
图1 寻线仪装置结构 主机部分主要是根据特定的规则，产生相应高频信号，通 过非直接接触式耦合线夹注入到电缆中。为了防止信号在传 输过程中发生巨大消耗，主机采取差模电感阻波的设计思想，
主机硬件部分设计如下： （1）FPGA模块：可编程逻辑阵列FPGA内部逻辑资源及其 DSP硬核丰富，将其作为主机编码调制的发生模块，可以充分 满 足 寻 线高 速 编 码的 要 求 ，在 其 内 部 完 成 高 速 载 频 信 号 的 产 生和编码调制的数字化合成[2]。根据FPGA与旋钮的交互功能， 主 机 工 作 模 式 可 通 过 旋 钮 进 行 设 定 ；此 外 ，FPGA 状 态 指 示 功 能可将电源及工作状态通过LED显示出来。 （2）MCU模块。MCU功能主要由基于TI的芯片实现，包含 内置A/D、D/A转换功能，处理速度快，抗干扰能力强，稳定性 高。此模块还含有外部数据接口，可以和其他外部模块进行数 据交互，从而使得数据传输处理变得简单方便。 （3）模拟信号合成电路：该部分电路采用高速模数转换芯 片，其优点是转换速率高，且所合成的波形杂散指数和谐波等 比 较 低 。 利 用 该 芯 片 对 FPGA 所 生 成 的 数 字 信 号 进 行 D/A 转 换，得到高频率载频调制信号，以便进行下一步的信号调理功 能分析。 （4）信 号 调 理电 路 ：主 要 包 含 滤 波 电 路 、放 大 电 路 及 防 护 电路三部分。信号调理电路的功能是调理模数D/A转换后所 得到的信号，滤除信号中由采样时钟产生的高频镜像信号，以 此获取较强的信号驱动能力。 （5）信号检测电路：信号发生设备包含一个辅助电路— —— 信号反馈检测电路，该电路根据现场要求的实际情况，通过检 波 主 通 道 输 出 信 号 的 能 力 ，来 判定 当 前 位 置 线 缆 发 出 信 号 场 的强度，然后以监测值为基准进行调整，确保信号可以在一定 的范围内稳幅输出。 （6）电 源 电 路 ：主 机 中 的 硬 件 电 路 所 需 电 压 值 设 定 为 宽 幅。电源电路主要采用高效的锂电池充电管理电路以及变换 电路，大大提高了电源利用率。 从机硬件部分结构与主机类似，设计如下： （1）主 控 模 块 。 从 机 的 主 控 模 块 采 用 高 效 的 CPU 核 心 模
设计与分析◆Sheji yu FenxiΒιβλιοθήκη 变电站二次控制电缆寻线方案研究
李 波 王家军 黄 莉 陈 焰 贾浩然
（贵州电网有限责任公司兴义供电局，贵州 黔西南 562400）
摘 要：在变电站综合自动化改造、日常缺陷处理及直流接地查找等运维工作中，经常需寻找电缆走向及电缆末端，于是相应控制 电缆未挂标识牌或标识牌不清晰成为一大困扰。鉴于此，对变电站二次控制电缆寻线方案进行了研究，以解决二次控制电缆因施工时 未悬挂标识牌或长时间运行导致标识标牌不清晰无法确定控制电缆走向和末端的问题。
项 目 名 称 ：兴 义 供 电 局 2019 年 职 工 创 新 项 目“一 种 变 电 站 控 制电缆巡线仪研究”（060600KK52190003）
而不是采用直接接触式耦合线夹上加装电磁阻波的方式。主 机可以发出相邻多个频段的高频信号，从机可以近距离接触 所 耦合 的 电 缆线 ，通 过 对 应 频 段 的 强 度 来 区 分 电 缆 线 芯 对 应 关系，可以避免单一频段被线缆电磁场干扰而影响效果。
从机部分主要通过增益天线在不揭开盖板的情况下测试 电 缆 的 走向 ，利 用 增 益 天 线 发 出 的 信 号 来 进 行 电 缆 的 寻 线 探 测。为了防止干扰信号影响探测结果的准确性，利用选频滤波 的方法和特定报文格式的对应性，从而确保信号的准确性。最 后，通过报文解析方法对得到的信号和目标信号进行校核，整 个检测过程具备良好的人机交互，可以使检测人员简便快捷 地判断出正确的目标电缆。
1 工作原理
寻线仪由信号探测器、信号震荡发生器以及相应的适配 线构成，其工作原理如下：首先，信号震荡发生器发出信号，信 号通过耦合线夹等专用辅材注入目标线缆，使待测线缆发出 特定频段的电磁信号场；其次，在线缆疑似敷设方向使用高灵 敏度的感应探测器感应该电磁信号场的强度；最后，根据信号 探测器所产生的信号强弱差异，可以快速确定目标线缆的走 向。寻线仪是变电运维实施人员在日常工作中查找目标线缆 路径的便捷工具，可在检修施工过程中为确认无标号电缆走 向带来极大的便利。