CN103033720B - 一种多芯电缆长距离判别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多芯电缆长距离判别方法，以测试电阻m＝10K制作的“电阻-电缆连接头”，一次制作好以后可以重复使用，适用于常见的所有电缆测试。本方法利用电方面的相关知识和数学知识相结合，通过该方法的推广和使用，真正解决工程中的实际问题，高效、快捷完成多芯电缆的识别和接线。

Description

一种多芯电缆长距离判别方法

技术领域

本发明属于施工技术领域，涉及一种多芯电缆长距离判别方法。

背景技术

在煤矿井下或者施工巷道内，经常要铺设长距离的多芯电缆用于通信或控制。有时仅靠电缆芯线的颜色识别是不可靠的，甚至会照成误判或误接。例如，在煤矿巷道内接通讯电缆线遇到这样的问题：在设备这端某根信号线是蓝色的，而在控制室这边通过反复检测发现是棕色的。实践中，上百米的电缆中间会有接头，同一芯线两端颜色不同也是有可能的。有时电缆两端距离较远，而且中间还有隔离物，比如通讯电缆的一端在地面，另一端在煤矿井下，要把每根线找出来，然后再接正确，可不是件轻松的事。

现有技术中多芯电缆判别测试方法如图1所示：一组人员在一端将任意两根芯线短接，把电缆左侧的“1”号和“2”短接，另一组人员在另一端，如图1中电缆的左侧，借助工具如万用表寻找短接的两端，这样盲目找起来比较费时，且两端都需要人员，相互之间靠喊话或借助电话来进行沟通和交流，很不方便。传统方法比较繁琐，如果距离远时，还得靠电话互相联系，容易失误，而且耗时长。当在无通讯信号的巷道内给电缆接线时，由于电缆两端施工人员无法取得联系，接线就变得不方便，存在困难。

鉴于此，找到一种便捷、实用、简单、快速、高效、准确的多芯电缆判别方法就显得尤为必要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种多芯电缆长距离判别方法，利用电方面的相关知识和数学知识相结合，通过该方法的推广和使用，真正解决工程中的实际问题，高效、快捷完成多芯电缆的识别和接线。

其技术方案如下：

一种多芯电缆长距离判别方法，包括以下步骤：

第一步，根据电缆的长度L(单位：米)、电缆芯线所选材料的电阻率ρ(单位：欧姆·米)及电缆芯线的横截面积S(单位：平方米)，利用公式r₀＝ρ×L÷S估算电阻r₀(单位：欧姆)；

第二步，选取配置的测试电阻m，只要满足m＞＞r₀即可，根据电缆芯线总数Z来确定N的值，N＝Z-1，并确定对应的电阻R₀、R₁、R₂、R₃、......、R_N的值分别为0×m、1×m、2×m、3×m、......、N×m；

第三步，制作一个电阻一电缆连接头，并在电缆一端把多芯电缆按0、1、2、3、……、N顺序编号并连接好；

第四步，在电缆另一端任意选三根芯线，设编号是a_i、a_j、a_k，用万用表测量两两之间的电阻值M_ij、M_jk、M_ki，依次列出方程并解出N_ij、N_jk、N_ki，并推倒出结论公式。

(1)芯线编号a_i与a_j

①芯线间的电阻构成：(i×m+r₀)+(j×m+r₀)

②测量数据：M_ij

③计算数据[取整]：N_ij＝[M_ij/m]

(2)芯线编号a_j与a_k

①芯线间的电阻构成：(j×m+r₀)+(k×m+r₀)

②测量数据：M_jk

③计算数据[取整]：N_jk＝[M_jk/m]

(3)芯线编号a_k与a_i

①芯线间的电阻构成：(k×m+r₀)+(i×m+r₀)

②测量数据：M_ki

③计算数据[取整]：N_ki＝[M_ki/m]

根据上面的数据得到如下三个方程：

$\left\{\begin{array}{c}(i\×m+r_0)+(j\×m+r_0)=M_{\mathrm{ij}}\\ (j\×m+r_0)+(k\×m+r_0)=M_{\mathrm{jk}}\\ (k\×m+r_0)+(i\×m+r_0)=M_{\mathrm{ki}}\end{array}\right.$

考虑到“m＞＞r0”，得到一个新的方程：

之后，解得：(该结论记住，直接应用即可)

(结论公式) $\left\{\begin{array}{c}i=(N_{\mathrm{ij}}-N_{\mathrm{jk}}+N_{\mathrm{ki}})\÷2\\ j=(N_{\mathrm{ij}}+N_{\mathrm{jk}}-N_{\mathrm{ki}})\÷2\\ k=(-N_{\mathrm{ij}}+N_{\mathrm{jk}}+N_{\mathrm{ki}})\÷2\end{array}\right.$ (推出结论) $\left\{\begin{array}{c}{a}_i=i\\ a_j=j\\ a_k=k\end{array}\right.$

第五步，利用前面的结论公式，解出的i、j、k数值就是对应的电缆芯线a_i、a_j、a_k的编号；

第六步，在此基础上，用a_i、a_j、a_k中的任意一个(如a_i)与另外的任一个a_n组合，测量它们间的电阻值M_in，经过取整计算N_in＝[M_in/m]，得到n＝N_in-i，n就是对应的电缆芯线a_n的编号；以此类推，把a₀、a₁、a₂、a₃、......、a_n的编号都找出来，从而正确接线。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明所述方法使用范围：煤矿井下、道桥施工中的巷道或隧道内，在通讯信号差的场合本方法更显示出它的优越性。

由于电缆金属芯线的电阻值一般都很小(例如长度为1000米左右时，芯线截面积为1平方毫米时，电阻r₀为欧姆数量级)，只要满足m＞＞r₀即可，所以一般选取的测试电阻m＝10K即可。

本发明以测试电阻m＝10K制作的“电阻-电缆连接头”，一次制作好以后可以重复使用，适用于常见的所有电缆测试。

本发明节省了人员、电阻-电缆连接头制作成本低、大大方便了现场工程技术人员的接线和检修，速度快、效率高。

附图说明

图1为传统多芯电缆判别测试图；

图2为多芯电缆示意图；

图3为多芯电缆判别测试连接图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

参见图2，为多芯电缆示意图。

表1常见金属芯线的电阻率(以L＝1000m，S＝1×10^-6m²为例)

如图3所示，本发明多芯电缆长距离判别方法包括以下步骤：

第一步，根据电缆的长度L(单位：米)、电缆芯线所选材料的电阻率ρ(单位：欧姆·米)及电缆芯线的横截面积S(单位：平方米)，利用公式r₀＝ρ×L÷S估算电阻r₀(单位：欧姆)；

第二步，选取配置的测试电阻m(只要满足m＞＞r₀即可)，根据电缆芯线总数Z来确定N的值(N＝Z-1)，并确定对应的电阻R₀、R₁、R₂、R₃、......、R_N的值分别为0×m、1×m、2×m、3×m、......、N×m；

第三步，制作一个电阻-电缆连接头，并在电缆一端把多芯电缆按0、1、2、3、……、N顺序编号并连接好；

第四步，在电缆另一端任意选三根芯线，设编号是a_i、a_j、a_k，用万用表测量两两之间的电阻值M_ij、M_jk、M_ki，依次列出方程并解出N_ij、N_jk、N_ki，并推倒出结论公式。

(1)芯线编号a_i与a_j

①芯线间的电阻构成：(i×m+r₀)+(j×m+r₀)

②测量数据：M_ij

③计算数据[取整]：N_ij＝[M_ij/m]

(2)芯线编号a_j与a_k

①芯线间的电阻构成：(j×m+r₀)+(k×m+r₀)

②测量数据：M_jk

③计算数据[取整]：N_jk＝[M_jk/m]

(3)芯线编号a_k与a_i

①芯线间的电阻构成：(k×m+r₀)+(i×m+r₀)

②测量数据：M_ki

③计算数据[取整]：N_ki＝[M_ki/m]

根据上面的数据得到如下三个方程：

$\left\{\begin{array}{c}(i\×m+r_0)+(j\×m+r_0)=M_{\mathrm{ij}}\\ (j\×m+r_0)+(k\×m+r_0)=M_{\mathrm{jk}}\\ (k\×m+r_0)+(i\×m+r_0)=M_{\mathrm{ki}}\end{array}\right.$

考虑到“m＞＞r₀”，得到一个新的方程：

之后，解得：(该结论记住，直接应用即可)

(结论公式) $\left\{\begin{array}{c}i=(N_{\mathrm{ij}}-N_{\mathrm{jk}}+N_{\mathrm{ki}})\÷2\\ j=(N_{\mathrm{ij}}+N_{\mathrm{jk}}-N_{\mathrm{ki}})\÷2\\ \end{array}\right.$ (推出结论) $\left\{\begin{array}{c}{a}_i=i\\ a_j=j\\ \end{array}\right.$

k＝(-N_ij+N_jk+N_ki)÷2a_k＝k

第五步，利用前面的结论公式，解出的i、j、k数值就是对应的电缆芯线a_i、a_j、a_k的编号；

第六步，在此基础上，用a_i、a_j、a_k中的任意一个(如a_i)与另外的任一个a_n组合，测量它们间的电阻值M_in，经过取整计算N_in＝[M_in/m]，得到n＝N_in-i，n就是对应的电缆芯线a_n的编号；以此类推，把a₀、a₁、a₂、a₃、......、a_n的编号都找出来，从而正确接线。

【应用举例】以一根200米长的10芯电缆(每芯电缆线为2平方毫米，铜导线的电阻率ρ＝1.75×10^-8Ωm)为例加以介绍。

已知条件：L＝200米，S＝2×10^-6平方米，ρ＝1.75×10^-8欧姆·米，N＝9

第一步，估算r₀＝ρ×L÷S＝(1.75×10^-8)×200÷(2×10^-6)＝1.75Ω；

第二步，选取配置的测试电阻m(只要满足m＞＞r₀即可)：选取m＝10K，对应的电阻a₀、a₁、a₂、a₃、......、a₉的值分别为0、10K、20K、30K、......、90K；

第三步，制作“电阻-电缆连接头”，并和电缆一端连接好；和电阻0、10K、20K、30K、......、90K相接的芯线对应的编号依次是0、1、2、3、......、9；

第四步，在电缆另一端任意找三根芯线，两两组合测试分别测试其电阻值；

表2三根芯线间的电阻值(示例)

第五步，利用前面的结论公式，可以算出i＝5、j＝8、k＝3；这三根线分别对应的是左边的第5号、第8号、第3号线；

第六步，依次找到其余线头的编号，从而正确接线。

以上所述，仅为本发明最佳实施方式，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种多芯电缆长距离判别方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，根据电缆的长度L、电缆芯线所选材料的电阻率ρ及电缆芯线的横截面积S，利用公式r₀＝ρ×L÷S估算电阻r₀；

第二步，选取配置的测试电阻m，m＞＞r₀，根据电缆芯线总数Z来确定N的值，N＝Z-1，并确定对应的电阻R₀、R₁、R₂、R₃、......、R_N的值分别为0×m、1×m、2×m、3×m、......、N×m；

第三步，制作一个电阻-电缆连接头，并在电缆一端把多芯电缆按0、1、2、3、……、N顺序编号并连接好；

第四步，在电缆另一端任意选三根芯线，设编号是a_i、a_i、a_k，用万用表测量两两之间的电阻值M_ij、M_jk、M_ki，依次列出方程并解出N_ij、N_jk、N_ki，并推导出结论公式：

(1)芯线编号a_i与a_j

①芯线间的电阻构成：(i×m+r₀)+(j×m+r₀)

②测量数据：M_ij

③计算数据，取整：N_ij＝[M_ij/m]

(2)芯线编号a_j与a_k

①芯线间的电阻构成：(j×m+r₀)+(k×m+r₀)

②测量数据：M_jk

③计算数据，取整：N_jk＝[M_jk/m]

(3)芯线编号a_k与a_i

①芯线间的电阻构成：(k×m+r₀)+(i×m+r₀)

②测量数据：M_ki

③计算数据，取整：N_ki＝[M_ki/m]

根据上面的数据得到如下三个方程：

$\left\{\begin{array}{c}(i\×m+r_0)+(j\×m+r_0)=M_{\mathrm{ij}}\\ (j\×m+r_0)+(k\×m+r_0)=M_{\mathrm{jk}}\\ (k\×m+r_0)+(i\×m+r_0)=M_{\mathrm{ki}}\end{array}\right.$

考虑到“m＞＞r0”，得到一个新的方程组：

之后，解得：

结论公式 $\left\{\begin{array}{c}i=(N_{\mathrm{ij}}-N_{\mathrm{jk}}+N_{\mathrm{ki}})\÷2\\ j=(N_{\mathrm{ij}}+N_{\mathrm{jk}}-N_{\mathrm{ki}})\÷2\\ k=(-N_{\mathrm{ij}}+N_{\mathrm{jk}}+N_{\mathrm{ki}})\÷2\end{array}\right.$ 推出结论 $\left\{\begin{array}{c}{a}_i=i\\ a_j=j\\ a_k=k\end{array}\right.$

第五步，利用第四步的结论公式，解出的i、j、k数值就是对应的电缆芯线a_i、a_j、a_k的编号；

第六步，用a_i、a_j、a_k中的任意一个与另外的任一个a_n组合，测量它们间的电阻值M_in，经过取整计算N_in＝[M_in/m]，得到n＝N_in-i，n就是对应的电缆芯线a_n的编号；以此类推，把a₀、a₁、a₂、a₃、......、a_n的编号都找出来，从而正确接线。