一种非接触式无线钳形避雷器带电检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于电力设备检测技术领域，具体涉及非接触式无线钳形避雷器带电检测装置，该检测装置，包括三个独立的钳式探头，每个所述的钳式探头测试一相泄漏电流，钳式探头将测量的泄漏电流的基波分量幅值和相角发送至终端APP，终端APP计算出三相泄漏电流的夹角，并根据本次与前次相比对应相泄漏电流夹角的变化量和本次三相泄漏电流夹角的绝对偏差来判断避雷器状态，并将各测量所得参数、避雷器状态诊断结果等显示在终端APP界面。使用该装置进行漏电检测的方法实现带电检修，增强了供电可靠性，无需检测系统电压，避免了检测电压的复杂接线过程，同时电流测试采用卡钳，数据传输采用无线通讯，整个过程无需任何接线，安全便捷。

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式无线钳形避雷器带电检测装置
本技术属于电力设备检测
，具体涉及非接触式无线钳形避雷器带电检测装置。
技术介绍
氧化锌避雷器是电力系统里最重要的过电压保护装置，相关基础性研究已进行多年。在恶劣的运行环境下，氧化锌阀片容易出现受潮、老化或寿命终结等问题，严重危及着电网的安全运行，因此如何判断避雷器的运行工况和寿命，对于电网的完全稳定运行具有重要作用。及早发现避雷器可能出现的缺陷，对保障电网安全可靠运行具有重要意义。目前避雷器带电测试主要基于系统电压和泄漏电流（UI法）。通过测量避雷器泄漏电流和对应相的电压，计算出容性分量、阻性分量，进而判断避雷器状态。其具体方法是通过信号电缆将采集到的避雷器的电压和电流信号引入到一个测量设备，UI法存在的问题是：系统电压信号一般从系统电压互感器或检修电源处获取，存在一定安全风险，而且每次测试都需要改动互感器的接线，现场接线工作量大，同时也给变电站的运行带来一定的安全隐患。另外对于三相交流系统，ABC相间存在电容耦合干扰，任意一相的泄漏电流均包含其他两相空间耦合的容性电流，使用单一本相电压值和泄漏电流来计算的阻性电流和容性电流会存在偏差，这对于本来就很微弱的阻性电流来说，偏差会更大，从而无法准确判断避雷器状态。文献《基于三相电流法的金属氧化物避雷器带电测量研究》（发表于《电力自动化设备》杂志2005年4月）提出了一种金属氧化物避雷器的带电测量原理方法，指出了可以通过判断避雷器三相泄漏电流之间的夹角的变化来判断避雷器状态，这种方法无需检测母线电压，消除了传统测试方法中检测母线电压带来的母线短路风险，但该论文并没有详细阐述该原理的具体实现方法，没有具体的实施方案。公布号为CN106908684A的专利文献公开了一种金属氧化物避雷器带电检测多点测量装置，包括多套电流隔离器接线装置和主测试设备，所述多套电流隔离器接线装置均包括一组避雷器三相泄漏电流表的电流采样线夹、数模转换模块和从无线数传模块，电流采样线夹用于短接泄漏电流表；所述的主测试设备包括主无线数传模块、函数运算器和显示终端。本技术通过设计多套电流隔离器接线装置，每套电流隔离器接线装置对应一组避雷器，每套电流隔离器接线装置有自己独立的通信地址，有效的解决无线通信时的防碰撞问题，测试主机及电压隔离器（取参考电压）则固定在某个母线电压互感器端子箱旁，测试人员在完成前期所有组的避雷器上的电流隔离器接线工作后，即可以在测试主机旁进行测试。使用该种测量装置进行测量存在一定安全风险，而且每次测试都需要改动互感器的接线，现场接线工作量大，同时也给变电站的运行带来一定的安全隐患。公布号为CN207502566U的专利文献公开了一种避雷器带电检测试验装置，绝缘杆体的前端为夹板型夹持部，绝缘杆体的中部为中空结构，绝缘杆体的中部在距离前端一定距离的位置处设置有一直径相对于中空结构的内径缩小的导向孔，绝缘杆体的后端为绝缘手持部，绝缘按压手柄可转动地与绝缘手持部连接，联动连接部的前端为U形夹板结构，联动连接部的后端为与所述导向孔配合的导向柱，且联动连接部的前端和后端一体成型，联动连接部后端的导向柱可上下移动地插装在所述导向孔内，在导向孔端面与导向柱和U形夹板结构之间的连接端面中间套装有复位弹簧，牵引线一端与绝缘按压手柄连接，牵引线另一端与所述导向柱连接。该带电检测装置需要工作人员手持绝缘杆体进行测量，存在不方便而且工作效率低下的问题，而且测量单相电压值和泄漏电流来计算的阻性电流和容性电流会存在偏差。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术中存在的问题提供一种非接触式无线钳形避雷器带电检测装置，该装置可以实现带电检修，增强了供电可靠性，无需检测系统电压，避免了检测电压的复杂接线过程，同时电流测试采用卡钳，数据传输采用无线通讯，整个过程无需任何接线，安全便捷。本技术的技术方案是：一种非接触式无线钳形避雷器带电检测装置，应用于变电站避雷器日常巡检，包括三个独立的钳式探头，每个所述的钳式探头测试一相泄漏电流，所述的钳式探头将测量的泄漏电流的基波分量幅值和相角发送至终端APP，所述的终端APP计算出三相泄漏电流的夹角，并根据本次与前次相比对应相泄漏电流夹角的变化量和本次三相泄漏电流夹角的绝对偏差来判断避雷器状态，并将各测量所得参数、避雷器状态诊断结果显示在终端APP界面。所述的钳式探头包括钳口、与钳口连接的壳体及设置在壳体内部的电源电路模块、滤波放大模块、控制器模块，所述的钳式探头进行漏电电流的采集，采集的电流信息通过滤波放大模块放大之后输送至控制器模块，控制器模块对放大的电流信息进行存储和处理，并通过无线通讯模块将处理结果传送到终端APP。所述的壳体上设置有开机按键POWER、屏幕页面切换按键SHIFT、充电指示灯、运行指示灯和液晶屏幕。所述的壳体内部还设置有人机交互模块，所述的控制器模块通过人机交互模块与壳体上的开机按键POWER、屏幕页面切换按键SHIFT、充电指示灯、运行指示灯和液晶屏幕电性连接。具体的，所述的电源电路模块包括电源电路，该电源电路包括充电电路和稳压转换电路，所述的充电电路包括充电接口P5和下载口P3，P5的1脚接充电器正极VCCIN，P5的2脚接充电器负极GND，P5的1脚通过电阻R24与稳压转换电路连接。所述的稳压转换电路包括电池电源管理芯片U8，所述的P5的1脚与电阻R24的一端共同连接到U8的8脚和4脚，所述的P5的1脚与电阻R24的一端同时连接到电容C27、C28的一端，电容C27和电容C28并联连接并且其另一端同时连接GND，所述的电阻R24的另一端与发光二极管D4的正极连接，发光二极管D4的负极与U8的7脚连接，电池电源管理芯片U8的5脚与电容C29、C30的一端共同连接到P3的2脚，P3的2脚接到电池的正极，P3的1脚接到电池的负极GND，电容C29、C30的另一端接到GND，电池电源管理芯片的3脚与电阻R25的一端共同连接到GND，电阻R25的另一端连接到电池电源管理芯片U8的2脚，电池电源管理芯片的1脚连接到GND。具体的，所述的稳压转换电路还包括电池电压转换芯片U9和开关S3，所述的开关S3的一端与电池正极连接，所述的开关S3的另一端与电容C32、电感L2的一端共同连接到U9的6脚、7脚、8脚，电容C32的另一端与U9的4脚与电容C34、电阻R32、电容C33的一端共同连接到电池的负极GND，电感L2的另一端和二极管D6的正极共同连接到芯片U9的1脚，二极管D6的阴极连接到电阻R29、电容C31的一端以及电容C33的另一端，再连接到VCC，电阻R29、电容C31的一端与电阻R32的另一端共同连接到芯片U9的7脚。所述的稳压转换电路还包括稳压芯片VR1，将VCC转换为所需的+3.3V，电容C37的一端与VR1的3脚共同连接到VCC，电容C37的另一端与VR1的1脚共同连接到GND，稳压芯片VR1的2脚连接到电感L3与电容C38的一端，电感L3的另一端与电容C39的一端共同连接到+3.3V，电容C38的另本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非接触式无线钳形避雷器带电检测装置，应用于变电站避雷器日常巡检，包括三个独立的钳式探头，每个所述的钳式探头测试一相泄漏电流，其特征在于，所述的钳式探头将测量的泄漏电流的基波分量幅值和相角发送至终端APP，所述的终端APP计算出三相泄漏电流的夹角，并根据本次与前次相比对应相泄漏电流夹角的变化量和本次三相泄漏电流夹角的绝对偏差来判断避雷器状态，并将各测量所得参数、避雷器状态诊断结果显示在终端APP界面；/n所述的钳式探头包括钳口、与钳口连接的壳体及设置在壳体内部的电源电路模块、滤波放大模块、控制器模块，所述的钳式探头进行漏电电流的采集，采集的电流信息通过滤波放大模块放大之后输送至控制器模块，控制器模块对放大的电流信息进行存储和处理，并通过无线通讯模块将处理结果传送到终端APP；/n所述的壳体上设置有开机按键POWER、屏幕页面切换按键SHIFT、充电指示灯、运行指示灯和液晶屏幕；/n所述的壳体内部还设置有人机交互模块，所述的控制器模块通过人机交互模块与壳体上的开机按键POWER、屏幕页面切换按键SHIFT、充电指示灯、运行指示灯和液晶屏幕电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种非接触式无线钳形避雷器带电检测装置，应用于变电站避雷器日常巡检，包括三个独立的钳式探头，每个所述的钳式探头测试一相泄漏电流，其特征在于，所述的钳式探头将测量的泄漏电流的基波分量幅值和相角发送至终端APP，所述的终端APP计算出三相泄漏电流的夹角，并根据本次与前次相比对应相泄漏电流夹角的变化量和本次三相泄漏电流夹角的绝对偏差来判断避雷器状态，并将各测量所得参数、避雷器状态诊断结果显示在终端APP界面；
所述的钳式探头包括钳口、与钳口连接的壳体及设置在壳体内部的电源电路模块、滤波放大模块、控制器模块，所述的钳式探头进行漏电电流的采集，采集的电流信息通过滤波放大模块放大之后输送至控制器模块，控制器模块对放大的电流信息进行存储和处理，并通过无线通讯模块将处理结果传送到终端APP；
所述的壳体上设置有开机按键POWER、屏幕页面切换按键SHIFT、充电指示灯、运行指示灯和液晶屏幕；
所述的壳体内部还设置有人机交互模块，所述的控制器模块通过人机交互模块与壳体上的开机按键POWER、屏幕页面切换按键SHIFT、充电指示灯、运行指示灯和液晶屏幕电性连接。


2.根据权利要求1所述非接触式无线钳形避雷器带电检测装置，其特征在于，所述的电源电路模块包括电源电路，该电源电路包括充电电路和稳压转换电路，所述的充电电路包括充电接口P5和下载口P3，P5的1脚接充电器正极VCCIN，P5的2脚接充电器负极GND，P5的1脚通过电阻R24与稳压转换电路连接；
所述的稳压转换电路包括电池电源管理芯片U8，所述的P5的1脚与电阻R24的一端共同连接到U8的8脚和4脚，所述的P5的1脚与电阻R24的一端同时连接到电容C27、C28的一端，电容C27和电容C28并联连接并且其另一端同时连接GND，所述的电阻R24的另一端与发光二极管D4的正极连接，发光二极管D4的负极与U8的7脚连接，电池电源管理芯片U8的5脚与电容C29、C30的一端共同连接到P3的2脚，P3的2脚接到电池的正极，P3的1脚接到电池的负极GND，电容C29、C30的另一端接到GND，电池电源管理芯片的3脚与电阻R25的一端共同连接到GND，电阻R25的另一端连接到电池电源管理芯片U8的2脚，电池电源管理芯片的1脚连接到GND；
所述的稳压转换电路还包括电池电压转换芯片U9和开关S3，所述的开关S3的一端与电池正极连接，所述的开关S3的另一端与电容C32、电感L2的一端共同连接到U9的6脚、7脚、8脚，电容C32的另一端与U9的4脚与电容C34、电阻R32、电容C33的一端共同连接到电池的负极GND，电感L2的另一端和二极管D6的正极共同连接到芯片U9的1脚，二极管D6的阴极连接到电阻R29、电容C31的一端以及电容C33的另一端，再连接到VCC，电阻R29、电容C31的一端与电阻R32的另一端共同连接到芯片U9的7脚。


3.根据权利要求2所述非接触式无线钳形避雷器带电检测装置，其特征在于，所述的稳压转换电路还包括稳压芯片VR1，将VCC转换为所需的+3.3V，电容C37的一端与VR1的3脚共同连接到VCC，电容C37的另一端与VR1的1脚共同连接到GND，稳压芯片VR1的2脚连接到电感L3与电容C38的一端，电感L3的另一端与电容C39的一端共同连接到+3.3V，电容C38的另一端与电容C39的另一端共同连接到GND。


4.根据权利要求3所述非接触式无线钳形避雷器带电检测装置，其特征在于，所述的滤波放大模块包括滤波放大电路，滤波放大电路将钳式探头采集到的信号进行滤波放大，其包括运算放大器U3和运算放大器U6，P2为钳式探头信号输出端，滤波放大电路包括电容C11、电容C12、电容C13以及电容C14，所述的电容C11、电容C12、电容C13以及电容C14的一端共同连接到电源电路的VCC端，电容C11、电容C12、电容C13以及电容C14的另一端共同连接到GND，卡钳式电路表信号输出端P2的1脚、2脚共同连接到GND，P2的3脚与保护二极管D1的3脚及电阻R15的一端同时连接，保护二极管D1的1脚、2脚共同连接到GND，电阻R15的另一端与电阻R12的一端共同连接到运算放大器U3的2脚，电阻R12的另一端与电阻R17的一端共同连接到运算放大器U3的1脚，电阻R17的另一端与电容C23的一端共同连接到嵌入式控制器U1的8脚，电容C23的另一端连接到GND，运算放大器U3的3脚与运算放大器U6的输出端14脚相连，运算放大器U3的8脚与电源电路的VCC相连，运算放大器U3的4脚与GND相连，电阻R18的一端与电源电路的+3.3V相连，电阻R18的另一端与电阻R19、电容C24的一端共同连接到运算放大...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪夏，别娜，杨明智，张少康，张益铭，张阳，李冉，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司西峡县供电公司，
类型：新型
国别省市：河南;41