基于电光效应的高压验电器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于电光效应的高压验电器，包括电场强度传感模块、信号变换及预处理模块、数据采集模块、数据处理模块、报警模块、电源模块及L‑GPS定位模块。上述基于电光效应的高压验电器，通过检测L‑GPS定位模块高精度定位的参考零点与高压检测点参考相对路径上各点的电场强度，计算出传感模块处的高压电力线来源方位，指出哪些导体带电，并高压带电报警；如果对各点向量叠加，推算出目标带电导体相对参考零点的电压，给出目标导体高压带电等级；该验电器能检测导体是否带交或则带直流高压，带高压目标导体方位等，而且干扰少、更安全。

【技术实现步骤摘要】

本发涉及高压验电器，特别涉及一种基于电光效应的高压验电器。
技术介绍
验电器是用来检测电力设备上是带电的常用工具之一。《国家电网公司电力安全工作规程》明确规定在部分停电的电气设备上工作或停电线路工作地段装接地线前，要先验电，验明设备或线路已断电，再进行其他操作，以防出现带电装接地线合接地刀闸、误碰有电设备等恶性事故的发生。因此，检验交、支流高压或者超高压、特高压设备是否带电，关系到运维人员的生命安全，对电力设备及整个电网的安全稳定运行具有重大意义。当前常见的高压带电体验电方法有：分压器与仪表配合法、静电电压表法、铝箔验电法等等。其中一些方法如分压器与仪表配合法、静电电压表法，为人身安全与实现测量功能，需要接地线。这增加了测量过程中的操作复杂性；而且在测量时接地线需要靠近目标高压，极可能导致高压对地放电，引发线-地短路等严重故障，对电力系统正常运行和设备安全构成严重威胁。铝箔验电法方法隔离了高压与大地，不易引发事故，但测量时需要把铝箔靠近甚至接触高压，才能获得目标导体是否带高压，高压幅度不容易精确确定。以上方法在同时针对多个导体时，到底哪个或者哪些导体带高压，需要多次测试，在没有测试之前，测试目标不明确，操作费时。针对以上不足之处，专利技术了一种能测量空间中任意点处高压电场幅度及方位、带电高压等级等的基于电光效应的高压直流验电器，这既减轻了工作量，操作又方便、直观。对保障运维人员的生命安全，提高电力设备及整个电网的安全稳定具有重大意义。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种能测量空间中任意点处高压电场幅度及方位、带电高压等级等的基于电光效应的高压验电器。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供的一种基于电光效应的高压验电器，包括：电场强度传感模块、信号变换及预处理模块、数据采集模块、数据处理模块、显示及报警模块、电源模块及L-GPS定位模块，所述电场强度模块与信号变换及预处理模块相连，所述信号变换与预处理模块还与数据处理模块及数据采集模块相连，所述数据处理模块还与显示及报警模块、L-GPS定位模块相连，所述电源模块与电场强度传感模块、信号变换及预处理模块、数据采集模块、数据处理模块、显示及报警模块及L-GPS定位模块相连；所述电场强度传感模块用于输出三个对应于三维直角坐标下三轴方向的电场信息的电信号，所述信号变换与预处理模块用于将电场强度传感模块所输出的电信号进行预处理，并将其输出至数据采集模块以进行A/D采样，所述L-GPS定位模块用于测量被测空间内目标测量点的位置，所述数据处理模块把验电器探头所在的各点的姿态信息、位置信息与电场强度信息，获得电力线的来源方向或高压带电体的方位信息、或者指出哪些导体带高压，同时进行带电报警；在测试过程中，可以检测相对参考零点与目标高压导体空间之间各空间点的电场信息，再进行向量叠加计算，合成处理，最终获得高压带电体的高压等级。其中，所述电场强度传感模块包括三个光检测单元，所述三个光检测单元分别位于X、Y、Z轴上且相互垂直。其中，每一光检测单元包括激光器、透镜、光电转换器、分光器、起偏器、1/4波片、折射晶体、检偏器、光电转化器，所述激光器发出稳定并且无偏振的并与折射晶体对应的特定波长的激光，激光依次通过透镜、分光器、起偏器、1/4波片、折射晶体以及检偏器后，照射到光电转化器上。其中，所述数据处理模块为高分辨率CCD，其用于对信号变换与预处理模块的信号进行分析，以获得折射光强度分布、位置变化信息，并通过光路结合关系推导出被探测空间的电场分布。其中，所述折射晶体为Pockels晶体。进一步的，所述基于电光效应的高压验电器还包括自检保护电路，所述自检保护电路与数据处理模块及电源模块相连。进一步的，所述基于电光效应的高压验电器还包括一GPRS无线通讯模块，所述GPRS无线通讯模块与数据处理模块及电源模块相连，所述GPRS无线通讯模块用于将测量结果通过无线通讯方式传输至工作站存储备份。本专利技术提供的验电器通过检测L-GPS定位模块高精度定位的参考零点与高压检测点参考相对路径电场强度，有效地排除了邻近带电设备的干扰，解决了邻近被测设备的带电体干扰导致检测结果重复性不好、准确度不高的难题，更有效、更准确、更可靠的检测出电气设备是否带电以及带电幅度，适用于现有直流高压设备以及新型超高压设备，可以广泛应用于现有电压等级的电力设备或电缆。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术基于电光效应的高压验电器的较佳实施方式的结构示意图。图2是本专利技术基于电光效应的高压验电器的较佳实施方式的方框图。图3是图2中电场强度传感模块的的较佳实施方式的示意图。图4是本专利技术基于电光效应的高压验电器中光检测单元的较佳实施方式的示意图。图5是本专利技术基于电光效应的高压验电器的工作原理流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，其为本专利技术所述的基于电光效应的高压验电器的示意图，所述基于电光效应的高压验电器的较佳实施方式整体呈一长条状，其包括绝缘手柄1、可伸缩绝缘棒5及触头9，所述绝缘手柄1及触头9分别连接于可伸缩绝缘棒5的两端。所述绝缘手柄1上设置有开始检测按钮2、结束检测按钮3及自检开关4，所述可伸缩绝缘棒5上靠近触头9的一端设置有内部传感单元7及L-GPS接收器8。所述内部传感器单元7包括电场强度传感模块、信号变换与预处理模块、数据采集模块、数据处理模块、显示及声光报警模块、电源模块、自检保护电路、L-GPS定位模块及GPRS无线通讯模块，具体将在下面进行详细说明。请继续参考图2所示，其为本专利技术所述的基于电光效应的高压验电器的方框图，所述基于电光效应的高压验电器包括电场强度传感模块、信号变换与预处理模块、数据采集模块、数据处理模块、显示及声光报警模块、电源模块、自检保护电路、L-GPS定位模块及GPRS无线通讯模块。所述电场强度传感模块由封装在屏蔽层中的分别位于三维坐标系下X、Y、Z轴上的光检测单元组成。所述电场强度传感模块用于输出三个电信号，所述三个电信号对应三维直角坐标下三轴方向的电场信息。具体的，所述电场强度传感模块采用Pockels晶体在电场作用下使光发生双折射的原理工作，它由X、Y、Z三维坐标下三个相互垂直的光检测单元构成（如图3所示），所述光检测单元通过光路几何关系以及光强强度变化推导出被探测空间的电场分布，电场强度传感模块将输出三个电信号，三个电信号对应三维直角坐标下三轴方向的电场信息。请进一步参考图4所述，每一光检测单元包括激光器、透镜、光电转换器、分光器、起偏器、1/4波片、折射晶体、检偏器、光电转化器。本实施方式中，所述折射晶体采用Pockels晶体。所述激本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电光效应的高压验电器，包括：电场强度传感模块、信号变换及预处理模块、数据采集模块、数据处理模块、显示及报警模块、电源模块及L‑GPS定位模块，所述电场强度模块与信号变换及预处理模块相连，所述信号变换与预处理模块还与数据处理模块及数据采集模块相连，所述数据处理模块还与显示及报警模块、L‑GPS定位模块相连，所述电源模块与电场强度传感模块、信号变换及预处理模块、数据采集模块、数据处理模块、显示及报警模块及L‑GPS定位模块相连；所述电场强度传感模块用于输出三个对应于三维直角坐标下三轴方向的电场信息的电信号，所述信号变换与预处理模块用于将电场强度传感模块所输出的电信号进行预处理，并将其输出至数据采集模块以进行A/D采样，所述L‑GPS定位模块用于测量被测空间内目标测量点的位置，所述数据处理模块用于对由所述信号变换与预处理模块所输出的电信号以及L‑GPS定位模块进行分析，以得出被探测空间的电场分析，所述数据处理模块用于对由所述信号变换与预处理模块所输出的电信号以及目标测量点的位置信息进行分析，以得出被探测空间的电场分析，所述显示及报警模块用于显示当前的电压测量值。

【技术特征摘要】
1.一种基于电光效应的高压验电器，包括：电场强度传感模块、信号变换及预处理模块、数据采集模块、数据处理模块、显示及报警模块、电源模块及L-GPS定位模块，所述电场强度模块与信号变换及预处理模块相连，所述信号变换与预处理模块还与数据处理模块及数据采集模块相连，所述数据处理模块还与显示及报警模块、L-GPS定位模块相连，所述电源模块与电场强度传感模块、信号变换及预处理模块、数据采集模块、数据处理模块、显示及报警模块及L-GPS定位模块相连；所述电场强度传感模块用于输出三个对应于三维直角坐标下三轴方向的电场信息的电信号，所述信号变换与预处理模块用于将电场强度传感模块所输出的电信号进行预处理，并将其输出至数据采集模块以进行A/D采样，所述L-GPS定位模块用于测量被测空间内目标测量点的位置，所述数据处理模块用于对由所述信号变换与预处理模块所输出的电信号以及L-GPS定位模块进行分析，以得出被探测空间的电场分析，所述数据处理模块用于对由所述信号变换与预处理模块所输出的电信号以及目标测量点的位置信息进行分析，以得出被探测空间的电场分析，所述显示及报警模块用于显示当前的电压测量值。2.如权利要求1所述的基于电光效应的高压验电器，其特征在于：所述电场强度传感模块包括三个光检测单元，所述三个光检测单元分别位于X、Y、Z轴上且相互垂直。3.如权利要求2所述的基于电光效应的高压验电器，其特征在于：每一光检测单元包括激光器、透镜、光电转换器、分光器、起偏器、1/4波片、折射晶体、检偏器、光电转化器，所述激光器发出稳定并且无偏振的并与折射晶体...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新岗，谭毓苗，古亮，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50