业内人士都知道，核相是一项非常频繁的高压检测工作，所以核相工作如何能做到方便，可靠，容易，安全，就显得尤为重要。

    核相要用到核相器，它经历了重量由重到轻、体积由大到小、技术由粗到细、辨别由指示到语言、电压由低到高的几次蜕变，发展到现在只要用两根绝缘棒接触两个电力系统的导电体，就可以核相。使得核相工作进入了一个新阶段。

一、早期的核相

    早期的核相工作是由PT（高压电压互感器）来完成的。简单的说，PT就是一个高压变压器，不但体积大，也非常笨重，一般10KV的小型PT也有20公斤重，如果是35KV、110KV、220KV的那就更大更重了，且在使用的时候也比较困难。用PT来核相的原理图如图一。

    将要核相的两个高压电源分别接在PT的高压输入端 a、b上，如果两个高压电源是同相，在 L1上没有电压感应势，L2上也得不到感应电压，因此电压表V上没有电压指示；如果两个高压电源不是同相，在 L1上的电压感应势感应到L2上，因此电压表V上有电压指示。我们可以通过电压表 V上的指示大小来判断所测电源是否同相。

    虽然用 PT来核相的原理简单，可靠性也很高，但也存在一定的缺点，比如，要核相就要将高压电源通过导线接到 PT上，一般高压线安装位置都比较高，而 PT一般都放在地上或车上，位置相对比较低， 这就要用比较长的导线将高压电源引下来， 从这一点上讲，操作难度比较大，并且也存在一定的安全隐患。

    由于 PT 的笨重和操作的不方便， 并且还有安全隐患等问题，人们就寻找其它的核相方法。 由于仪表不能直接去测量高压， 经过试验，人们提出了用分压电阻衰减高压的方法来核相，具体电路如图二。

    这种核相方法的原理是先将输入端 a 和 b分别接到两个被测高压电源上，高压电源通过一组衰减电阻R将电压降低，在取样电阻r上可以得到和高压电源相位相同的低电压信号，再用电压表V来检测这个低电压。如果被测电源是同相，则电压表V上检测不到电压信号；如果被测电源不是同相，则电压表V上就会检测到电压信号。我们可以通过电压表上检测到的电压值来确定被测高压是否同相。

    这种核相的方法操作起来要容易得多， 将衰减电阻安装在绝缘管内， 核相时连好线，将绝缘管挂接到高压线上就能核相。绝缘管要比 PT轻便得多，一副绝缘管的重量一般不会超过五公斤， 它携带方便、操作简单，大大降低了核相工作的劳动强度。诸多的优点使得这种核相方法得到广泛应用。

二、EC-12型语言角度核相器

    随着核相器制造生产业的发展，核相器的生产工艺越来越好，产品的种类也越来越丰富，相继出现了报警核相器、数字核相器、语言核相器等新产品。虽然这些产品的种类越来越多，但其基本原理都是用分压器电阻衰减高压的方法来核相，只是在电压表上做出了一些新的功能。

    这种以测量电压来核相的方法一直成为目前核相的主流，但它也存在一些不足之处，例如，对不同电压等级的高压电源核相，就要用相应电压等级的核相器，其不好的通用性，给使用带来了不利。因此，我研究所设计并生产了通用性好的EC-12型语言角度核相器。

    EC-12 型语言角度核相器仍然采用分压电阻衰减高压的方法，但它不是通过检测电压的大小来核相，而是靠检测电压波形的相位角度来核相。它的基本原理是：先将两个不同相位的高电压电源信号通过绝缘杆中的衰减电阻转换成弱电压信号进入核相仪表，仪表内数字集成电路将电压信号转换成为数字同步信号，两路同步信号进入角度比较器得出角度值并显示出来，再由仪表内识别电路自动识别出被测信号是否同相继而驱动语音电路发出相应语言，告诉人们被测电源是否同相，并发出灯光。

    由于EC-12 型语言角度核相器不检测电压的大小，而是只检测电压的相位角度，因此它可以在很宽的电压范围内工作。它的通用性好，可靠性高，特别是检测到组别不对的高压绕组时，可以精确地显示出组别不对的高压绕组的角度值，这是其它核相器做不到的，而这一优点使得它成为同类核相产品中的佼佼者。

三、TAG型语言无线核相器

    各种多功能核相产品的出现，使核相工作越来越容易、方便、安全，但它们都有一个共同的不足之处，那就是在核相时要接很长的地线和仪表线，有时仪表离高压线很远，就要接很长的仪表线，这对操作造成了一定的麻烦。所以人们提出了一个新课题：能不能设计一种不要连接线的核相器呢？

    人们以前的核相方法都是以测量电压的方法来确定相位，人们总是认为核相离不开电压，这种主导习惯制约着人们的设计思想，因而核相方法在一段时期内总得不到突破。现在我研究所针对这一现象研究开发并生产了TAG 型语言无线核相器，它不需要连接线，只检测高压电源的相位，然后将两个相位信号进行比较来判断相位是否同相，即可完成核相工作。

    这种语言无线核相器分两个部分，一个是发射装置，另一个是接收装置。在核相操作时，分别将两个装置通过绝缘杆挂接到两个被测高压电源上，就可以通过接收装置的语言提示判断出被测高压电源是否同相。这两个装置的电气方框图如下：

    发射装置的检测头检测出被测电网导电体上的电压信号送到电压识别电路，识别电路识别出电压信号后，启动电源开关向各部份电路提供电源，同时驱动显示电路使发光管发光。检测头检测出的相位信号送到相位识别电路，识别出的相位信号经过编码电路输出编码信号分别进入显示电路和发射电路，使发光管闪烁，发射电路通过发射天线向外发射出相位的高频编码信号。

    接收装置的检测头检测出被测电网导电体上的电压信号送到电压识别电路，识别电路识别出电压信号后，启动电源开关向各部份电路提供电源，同时驱动显示电路使发光管发光。接收电路接收到的高频编码信号经解码电路转换成相位信号，一路送入显示电路使发光管闪烁，另一路同检测头检测出的相位信号一起送入相位识别电路，识别出的相位信号驱动语言电路发出相应的语言音频信号，由音频放大电路推动喇叭发出声音。

    TAG 型语言无线核相器在使用中，不用任何连接线，可以通过语言提示相位是否相同，这在使用中已经是很方便的。目前在核相器的高端产品中，TAG型语言无线核相器越来越被广泛采用。

    然而在使用核相产品的同时，人们都注意到一个问题：目前的任何核相产品都需要接触被测高压电源，有时高压线在非常高的铁塔上或电线杆上，要核相就要爬杆，有的要爬十几米高的电线杆，这给核相工作人员埋下了安全隐患，不利于核相工作的顺利进行。这的确是一个不好解决的难题。

    于是人们也对核相器提出了更高的要求。人们在设想，有没有一种办法可以不接触高压线就能核相呢？

四、微波定向反射原理下的核相

    人们对非接触式核相器提出了很多设计方案和改进思想，比如有人提出：红外测温可以用激光来确定测试点，那可不可以用激光来核相呢？我们知道，激光具有单一光谱，它可以发出几乎不散射的直线光源，由于它的光线不会散射，那么它的能量耗散很小，就可以传输得很远，遇到障碍还可以反射回来。人们利用激光的这种特性做成了距离探测器，那么可不可以用激光的这种特性来核相呢？激光可以发射到高压线上，也能反射回来，但这对核相并没有什么作用。因为激光是光波，其频率特别高，而高压线上的电源频率特别低 （一般是50~60Hz），这两种频率简直有天壤之别，它们碰到一起不会发生任何改变，因此人们就寻找一种既具有激光的直线传播特性，又会受到低频电磁波干扰的物质。

    根据人们的试验，如果把激光的频率降低到红外线，它受电磁波干扰的程度也会增加，继续降低红外线的频率到微波，它受电磁波的干扰就更历害了，如果频率再降低，它的传播特性就会变差，也就是说它会散射，难以做到定点发射。所以人们提出了采用微波定向反射的原理来核相。

    采用微波定向反射来核相的基本原理是，首先将微波定向发射出去，大家知道微波由于频率比较高，衍射范围小，几乎是直线传播。我们可以把微波的频率设计为2.4G（2400MHz），将发射角度控制在2°以内，让它以直线的方式发射出去。我们将这个微波发射到高压线上，由于高压线上都是高压电源，在高压线周围会形成和电源频率相同的电磁场，这个电磁场会干扰我们发射上去的微波，并且使一部分微波反射回来，我们再来接收这些反射回来的微波，此时，这些微波就成了受高压电磁场调制了的电磁波，如下图：

    被接收下来的电磁波含有高压电源的低频成份，我们可以通过滤波的方法，过滤掉其中的2.4G的微波成份，得到纯正弦波的电源频率。再用数字电路将正弦波处理成相位同步信号，再用这个同步信号去调制一个315MHz的高频发射信号，将这个信号发射到一个接收装置上。另一个微波装置采用433MHz的高频发射信号。

    核相操作时要同时使用两个微波发射装置，接收装置接收到两个高频发射信号，再通过数字电路将这两个信号解调，而得到两个同步信号，比较这两个同步信号就可以知道高压电源的角度差，通过角度差的大小，我们就可以判断出被测电源的相位是否相同了。

    这种核相方式不用接触高压线，也不需要爬杆操作，所有信号都是无线传输，使用时只须三个人，分别拿上两套发射装置和一套接收装置就可以对高压线的相位进行判断和测试，以完成核相工作。

    根据这一理念，我研究所正在研发这种全新的无线核相器，这种核相方式如果成功，将使核相工作变得极为简单，省时省工，也将成为高压核相工作的最佳工具，会给核相工作带来极大的方便。如果这一技术得到突破，将会是全球性的技术革命。我们希望这种非接触式的核相器能早日得到实现。

    这一技术的实现也可应用到其他需要带电检测电网运行的检测设备中，比如代替绝缘子检测仪来检测绝缘子的绝缘耐压状况，使绝缘子得到正常维护，确保电网的安全运行。

    我研究所正致力于这一新技术的突破中。由于这一技术与国际技术处于同一跑道上，其技术难度可想而知。但我们相信，只有不断实践、完善，这一新技术的突破必定会将核相事业推向新的高潮，它将被极广泛地应用于电力生产部门，大大提高核相工作的效力和核相的安全。

    目前我研究所自行研究、开发、生产、主销的系列EC-1-YY电压语言核相器、EC-12角度语言核相器、TAG 无线语言核相器，在我市市场占有95%的销售量，取得了我国同类产品中的领先地位，在同行业中号称核相器大王。