特高压交流非接触多通道式验电方法技术

本发明专利技术提供了一种特高压交流非接触多通道式验电方法，包括自检、预检、多通道检测、比较和报警五个阶段；自检通过后，经延时，检测采用平行板电容感应原理，而且采用双通道检测，以一定的频率进行水平通道的数据采集与垂直通道的数据采集，然后将两个通道采集的被测物体工作位置的电场强度值相比较，较大的作为验电值；采用同样的方法，将被测物体置于较低位置再次测量两个通道的电场强度值，较大的作为报警阈值，根据空间电场的场强曲线和变化趋势来验电，通过报警的声、光信号来反映电场的大小，该方法可以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对空间场强的干扰导致验电结果重复性不好、准确度不高的难题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于特高压交流输变电设备安全工器具的研究方法领域，具体涉及一种特 高压交流非接触多通道式验电方法。
技术介绍
运行检修工作是掌握电网设备运行情况、及时发现和处理设备缺陷的重要手段。 《国家电网公司电力安全工作规程(电力线路部分)》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，验明设备或线路确无电压。验电器即是用 来检测电力设备上是否存在电压的常用工具之一，通过验电器明确验证被检修设备上是否 确无电压，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。中国专利200910060796. 9“ IOOOkv特高压交流非接触式验电方法及其验电器”中，验电基准值由数据处理模块以一定的频率进行数据采集此工作位置的电场强度得到，报警 阈值由多次现场试验，根据电场的变化趋势合理选取得到，由于变电站和换流站内的带电 设备多，带电设备之间的干扰较大，导致带电设备周围的合成场强复杂多变，验电时可能会 有较大的干扰，所以该专利中验电基准值和报警阈值的取得容易受到外界干扰，准确性不尚ο
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，采用比较双通道 采集的报警阈值和双通道采集的验电值大小的方式来检测被测物体是否带电，用于特高压 交流输变电线路工程中，测量输变电线路是否有电，起安全保护作用。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是， 包括自检、预检、比较和报警，其特征在于还包括多通道检测；自检通过后，经延时，检测 采用平行板电容感应原理，而且采用双通道检测，以一定的频率进行水平通道的数据采集 与垂直通道的数据采集，然后将两个通道采集的被测物体工作位置的电场强度值相比较， 较大的作为验电值；采用同样的方法，将被测物体置于较低位置再次测量两个通道的电场 强度值，较大的作为报警阈值，根据空间电场的场强曲线和变化趋势来验电，通过报警的 声、光信号来反映电场的大小，该方法可以有效降低变电站内其他带电设备对被测设备测 量结果的干扰，提高了测量准确度。本专利技术的有益效果是由于变电站和换流站中的带电设备集中，电压等级参数较 高，带电设备分布复杂。对验电器的测量结果有着较大的干扰，本专利技术的验电值和报警阈值 都是双通道采集得到，通过水平通道对水平方向场强的测量，可以有效的减小水平方向上 的干扰，解决了邻近被测设备的带电体对空间场强的干扰导致验电结果重复性不好、准确 度不高的难题。本专利技术满足了我国交流特高压输电线路工程作业安全防护要求，填补了我国在特高压输变电设备安全工器具上的空白，适用于特高压输变电线路巡检。 附图说明图1为方法实施的流程图。图2为图1中检测部分的信号采集模块原理图。图3为图1中检测部分的信号放大模块原理图。图4为图1中检测部分的信号处理模块中整流电路原理图。图5为模数转换电路与控制芯片的接口电路原理图。图6为本专利技术实施例验电器离地距离与电压值对应图。 具体实施方案以下结合附图对本专利技术做进一步说明。图1为本专利技术的流程图，分为自检、预检、检 测、比较、声光报警五个阶段，首先要进行自检，检测系统是否能够正常工作，假如自检没有 通的话，即立即取消验电工作，如果自检通过，将进行延时；经延时后，检测采用平行板电容 感应原理来验电，而且采用双通道检测，即水平通道与垂直通道同时检测，将两个通道采集 的被测物体工作位置的电场强度值相比较，较大的作为验电值；采用同样的方法，将被测物 体置于较低位置再次测量两个通道的电场强度值，较大的作为报警阈值，然后根据空间电 场的场强曲线和变化趋势来验电，进行两个值的比较，如果验电值大于报警阈值，则说明被 测物体带电，并进行声光报警；否则说明被测物体不带电，可继续对下一个被测物体进行测 量。图1中的检测部分，又可分为信号放大模块、信号处理模块和信号采集模块。如图2所示，信号采集模块是根据电磁感应原理采集电压信号进行设计的；一个 平行板电容和电阻并联，利用测电阻两端的电压得到平行板电容两端的电压即可计算得到 验电器所处空间环境的电场强度。检测部分的信号放大模块可用图3中的方法实现，如图3所示，它采用了对差分信 号进行放大的运算放大电路以抑制共模干扰信号；图3中差分输入级一般是由BJT、JFET或 MOSFET组成的差分式放大电路，利用它的对称特性可以提高整个电路的共模抑制比，它的 两个输入端构成整个电路的反相输入端和同相输入端。电压放大级的主要作用是提高电压 增益，它可由一级或多级放大电路组成。输出级一般由电压跟随器或互补电压跟随器所组 成，以降低输出电阻，提高带负载能力。偏置电路是为各级提供合适的工作电流。此外还有 一些辅助环节，如电平移动电路、过载保护电路以及高频补偿环节等。信号处理模块由前级二阶滤波器、整流电路和后级二阶滤波器构成，前级滤波器 用于削减高频干扰信号，后级滤波器用于纹波的过滤；整流是将交流信号转换成交流信号， 可由精密整流电路实现。如图4所示，整流电路由两片运算放大器和外围的电阻、二极管 组成前一个运算放大器与相应电阻、二极管构成一个等比例放大电路；第二个运算放大 器与前置信号组成一个加法电路，可以通过改变R14的值来改变整流电路的放大倍数。R8、 R9、RIO、Rll、R12、R13、R14 的电阻值分别是10K、10K、10K、20K、10Κ、10Κ、20Κ。信号采集模块、数据处理、比较和声光报警可由模数转换器与单片机构成。信号采 集部分可由单片机控制模数转换器来实现，以一定的频率进行采集，采集的频率可由模数转换器的采样速率来决定，任意一款精度达到系统要求的模数转换器都可以作为数据采集 芯片，采集的数据经过单片机进行数据处理并存储到单片机中，如图5所示；数据处理、比 较和声光报警可由软件控制单片机实现，不需要其他的外围电路，系统对单片机的要求也 不高，任何51内核的单片机都可以满足系统要求。实施例1.在线路中测量首先，选取合适的测量点A，打开验电器，先自检；确认验电器工作正常时，进行验 H1^ ο放在离地20cm以下的地方进行场强值的采集，作为报警阈值的因子，验电器此时 的水平通道值为V1 = 0. 52，垂直通道值为H1 = 0. 48。那么根据程序，将V1与H1的值进行 比较，较大的作为报警阈值因子，报警阈值为T = V1X3. 8 (3. 8为多次线路试验得到的倍数 因子，视具体情况而定)，即1.976。然后将验电器安装在绝缘操作杆上，利用绝缘操作杆将验电器推出距地面3米以 上的地方，进行场强值的采集，此时的水平通道值V2 = 2. 35，垂直通道值为H2 = 1. 34，由程 序进行是否带电的判定，因为V2 > T，所以判断为被测物体带电。2.在变电站中，检验设备是否带电的步骤和在线路上检验输电导线是否带电一 样。若旁边带电设备不复杂时，验电器的读数基本上规律一样，垂直通道比水平通道的值偏 大。若旁边带电设备较多，分布复杂时，验电器的值可能会有变化，在某变电站A相滤 波塔附近测量时，在离地20cm以下的地方进行场强值的采集，验电器此时的水平通道值V1 =1.53，垂直通道H1 = 1.48。根据程序，将V1与H1的值进行比较，较大的作为报警阈值因 子，报警阈值为T = V1X 2 (2为多次站内试验得到的倍数因子本文档来自技高网...

【技术保护点】
特高压交流非接触多通道式验电方法，包括自检、预检、比较和报警，其特征在于：还包括多通道检测；自检通过后，经延时，检测采用平行板电容感应原理，而且采用双通道检测，以一定的频率进行水平通道的数据采集与垂直通道的数据采集，然后将两个通道采集的被测物体工作位置的电场强度值相比较，较大的作为验电值；采用同样的方法，将被测物体置于较低位置再次测量两个通道的电场强度值，较大的作为报警阈值，根据空间电场的场强曲线和变化趋势来验电，通过报警的声、光信号来反映电场的大小。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邵瑰玮，易辉，张丽华，胡霁，陈怡，文志科，闵绚，董万光，焦坦，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]