１０００ｋＶ特高压交流非接触多通道测距式验电器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种１０００ｋＶ特高压交流非接触多通道测距式验电器，包括信号放大模块、信号处理模块、报警模块、模数转换及数据处理模块、ＬＣＤ显示模块，信号处理模块包括整流模块和滤波模块、信号采集模块、比较控制模块和测距模块，信号采集模块由平行板电容和电阻Ｒ构成；本实用新型专利技术根据工作位置与被测导线的距离值以及空间电场的场强曲线和变化趋势对应得到的场强值作为报警阈值来验电，通过报警的声、光信号反映被测导线带电与否，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。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于IOOOkV特高压交流流输变电设备安全工器具，具体涉及一种 IOOOkV特高压交流非接触多通道测距式验电器。技术背景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，所以该专利中基准值和报警阈值的取得容易受到外界干扰，准确性不高。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种IOOOkV特高压交流非接触多通道测距式验电器， 采用水平通道和垂直通道双通道采集的信号值来取得验电基准值，采用测距的方式来取得 报警阈值，用于IOOOkV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，本技术的技术方案是1000kV特高压交流非接触多通 道测距式验电器，包括信号放大模块、信号处理模块、报警模块、模数转换及数据处理模块 和IXD显示模块，信号处理模块包括整流模块和滤波模块，其特征在于还包括信号采集模 块、比较控制模块和测距模块，信号采集模块由平行板电容和电阻R构成，各模块之间的位 置关系是信号采集模块、信号方法模块、整流模块、滤波模块、模数转换及数据处理模块依 次连接，测距模块和模数转换及数据处理模块连接比较控制模块，比较控制模块连接报警 模块和LCD显示模块，各模块的功能是信号采集模块用于采集特高压的电压信号，经信号 放大模块用于放大采集到的信号，信号处理模块处理放大后的信号；测距模块测量工作位 置与输变电线路距离，根据空间电场的场强曲线和变化趋势得出相应的场强值做为验电的 报警阈值，然后由双通道采集得到的信号值作为基准值来进行验电；模数转换及数据处理 模块对信号处理模块传来的信号进行数据处理后，联动报警模块、LCD显示模块做出相应的 声、光报警和实时显示。如上所述的IOOOkV特高压交流非接触多通道测距式验电器，其特征在于模数转 换及数据处理模由单片机和模数转换芯片构成，单片机采用AT89S51，模数转换芯片采用ADC0804。本技术的工作原理是根据测量点与输电线路的距离确定输电线路正常工作 时测量点的报警阈值，采用垂直于水平双通道对现场信号进行采集，将采集到得信号与报 警阈值作比较，如果大于或者等于报警阈值，验电器做出声光报警，并且在LCD上显示验电 结果，能迅速对输电线路带电与否进行判断，并且能迅速对带电导线进行准确定位。有效的 提高了验电器的验电和定位准确度。本技术的有益效果是由于本技术是比较采集到的多通道信号与根据工 作位置与被测物体的距离值得出的报警信号，从而判断输变电线路是否带电，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。该技术满足我国IOOOkV特高压交流输电线路工程作业安全防护要求，填补 了我国在IOOOkV特高压输变电设备安全工器具上的空白，适用于IOOOkV特高压输变电线 路巡检。附图说明图1为本技术实施例硬件系统方框图。图2为图1中的信号采集模块原理图。图3为图1中的信号放大模块原理图。图4为图1中的信号处理模块中整流电路原理图。图5为图1中的模数转换及数据处理模块外围电路图。图6为本技术实施软件编程流程图。具体实施方案以下结合附图和实施时例对本技术特高压交流非接触式验电方法及其验电 器做进一步说明图1中标记说明1、6_信号采集模块，2、7_信号放大模块，3、8_整流模块，4、9_滤 波模块，5、10-模数转换及数据处理模块，11-测距模块，12-比较控制模块，13-报警模块， 14-IXD显示模块图3中的标记15_差分输入级，16-电压放大级，17-输出级，18-偏置电路。图6中标记说明19_自检是否通过，20-测距，21-检测，22-比较，23-是否声光 报警，24-有电，25-无电，26-循环检测，27-停止验电工作。图1为本技术实施例硬件系统方框图，本技术提供的特高压交流非接触 式验电器，测距模块11测出测量点距输电线的距离，根据测出的距离以及空间电场的场强 曲线和变化趋势得到标准场强值，验电器正常工作时水平和垂直两个通道同时对信号进行 采集，采集到的信号在LCD上显示，并且与标准场强值作比较，准确的对输电线路带电与否 进行定位，然后联动报警模块13作出相应声、光报警信号和LCD显示模块14显示。如图2所示，信号采集模块1是根据电磁感应原理采集电压信号进行设计的；通过 测量电阻R两端的压降即可计算得到验电器所处空间环境的电场强度。如图3所示，信号放大模块2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16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17—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18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。信号处理模块是将交流信号转换成交流信号，整个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；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、RlU R12、 R13、R14 的电阻值分别是10K、10K、10K、20K、10K、10K、20K。如图5所示，模数转换及数据处理模块由单片机和模数转换芯片构成，作用是将 交流模拟信号转换成数字信号，经数字滤波和数据计算智能处理后，根据得到的数据判断 是否越限后向报警模块和LCD显示模块发出动作指令；报警模块包括蜂鸣器发声报警 和指 示灯报警，LCD显示模块可显示检测到的双通道数据和测距仪的距离值，根据接收到的指令 进行相关动作。单片机AT89S51主要实现以下功能(a)控制接收激光测距仪的数据；(b)控制ADC804完成模数转换；(c)进行数据处理；(d)控制蜂鸣器和报警指示灯；(e)控制LCD显示器；因此，涉及到的AT89S51的外围接口设计如下(a) PO 口作为与LC本文档来自技高网...

【技术保护点】
１０００ｋＶ特高压交流非接触多通道测距式验电器，包括信号放大模块、信号处理模块、报警模块、模数转换及数据处理模块和ＬＣＤ显示模块，信号处理模块包括整流模块和滤波模块，其特征在于：还包括信号采集模块、比较控制模块和测距模块，信号采集模块由平行板电容和电阻Ｒ构成，各模块之间的位置关系是：信号采集模块、信号方法模块、整流模块、滤波模块、模数转换及数据处理模块依次连接，测距模块和模数转换及数据处理模块连接比较控制模块，比较控制模块连接报警模块和ＬＣＤ显示模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：易辉，邵瑰玮，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：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]