專利名稱：特高壓直流非接觸測(cè)距式驗(yàn)電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于特高壓直流輸變電設(shè)備安全工器具的研究方法領(lǐng)域，具體涉及一種特 高壓直流非接觸測(cè)距式驗(yàn)電方法。
背景技術(shù)：
運(yùn)行檢修工作是掌握電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行情況、及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理設(shè)備缺陷的重要手段。 《國(guó)家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程(電力線路部分)》明確規(guī)定在部分停電的電氣設(shè)備上 工作或停電線路工作地段裝接地線前，要先驗(yàn)電，驗(yàn)明設(shè)備或線路確無(wú)電壓。驗(yàn)電器即是用 來(lái)檢測(cè)電力設(shè)備上是否存在電壓的常用工具之一，通過(guò)驗(yàn)電器明確驗(yàn)證被檢修設(shè)備上是否 確無(wú)電壓，再進(jìn)行其他操作，以防出現(xiàn)帶電裝接地線(合接地刀閘)、誤碰有電設(shè)備等惡性 事故的發(fā)生。中國(guó)專利200910060796. 9“1000kv特高壓直流非接觸式驗(yàn)電方法及其驗(yàn)電器”中，
驗(yàn)電基準(zhǔn)值由數(shù)據(jù)處理模塊以一定的頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)采集此工作位置的電場(chǎng)強(qiáng)度得到，報(bào)警 閾值由多次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，根據(jù)電場(chǎng)的變化趨勢(shì)合理選取得到，由于變電站和換流站內(nèi)的帶電 設(shè)備多，帶電設(shè)備之間的干擾較大，導(dǎo)致帶電設(shè)備周圍的合成場(chǎng)強(qiáng)復(fù)雜多變，驗(yàn)電時(shí)可能會(huì) 有較大的干擾，所以該專利中基準(zhǔn)值和報(bào)警閾值的取得容易受到外界干擾，準(zhǔn)確性不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種特高壓直流非接觸測(cè)距式驗(yàn)電方法，采用比較測(cè)距值和 基準(zhǔn)值大小的方式來(lái)檢測(cè)被測(cè)物體是否帶電，用于特高壓直流輸變電線路工程中，測(cè)量輸 變電線路是否有電，起安全保護(hù)作用。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是特高壓直流非接觸測(cè)距式驗(yàn)電方法，分 為自檢、數(shù)據(jù)處理、比較和聲光報(bào)警，其特征在于還包括測(cè)距和檢測(cè)階段，自檢通過(guò)后，將 進(jìn)行檢測(cè)；檢測(cè)采用交變感應(yīng)法感應(yīng)原理來(lái)驗(yàn)電，以一定的頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)采集驗(yàn)電器工作 位置的電場(chǎng)強(qiáng)度，多次采集得到的值合理選取后作為報(bào)警閾值；然后測(cè)量驗(yàn)電器與導(dǎo)線之 間的距離值，得出來(lái)的距離值根據(jù)空間電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)曲線和變化趨勢(shì)得出相應(yīng)的場(chǎng)強(qiáng)值，作 為驗(yàn)電值；將報(bào)警閾值與驗(yàn)電值進(jìn)行比較；通過(guò)聲、光信號(hào)的報(bào)警來(lái)反映被測(cè)物體是否帶 電，該方法采用測(cè)距的方式來(lái)得到驗(yàn)電值，較之前的驗(yàn)電值取得方法來(lái)說(shuō)更有效、更準(zhǔn)確， 精確度更高，可以有效檢測(cè)出被測(cè)導(dǎo)線是否帶電。本發(fā)明的有益效果是由于本發(fā)明是根據(jù)測(cè)量驗(yàn)電器與導(dǎo)線之間的距離以及根據(jù) 空間電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)曲線和變化趨勢(shì)來(lái)確定驗(yàn)電器的驗(yàn)電值來(lái)進(jìn)行驗(yàn)電，較之以前的方法相比 精確度更高，有效地檢測(cè)出被測(cè)物體是否帶電，解決了鄰近被測(cè)設(shè)備的帶電體對(duì)空間場(chǎng)強(qiáng) 的干擾導(dǎo)致驗(yàn)電結(jié)果重復(fù)性差、準(zhǔn)確度不高的難題。本發(fā)明滿足了我國(guó)直流特高壓輸電線路工程作業(yè)安全防護(hù)要求，填補(bǔ)了我國(guó)在特 高壓輸變電設(shè)備安全工器具研究方法上的空白，適用于特高壓輸變電線路巡檢。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的方法實(shí)施流程圖。圖2為圖1中檢測(cè)部分的直流信號(hào)采集模塊原理圖。圖3為圖1中檢測(cè)部分的信號(hào)放大模塊原理圖。圖4為圖1中檢測(cè)部分的信號(hào)處理模塊中整流電路原理圖。圖5為模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與控制芯片的接口電路原理圖。圖6是本發(fā)明實(shí)施例距離導(dǎo)線高度與驗(yàn)電值的對(duì)應(yīng)圖。
具體實(shí)施方案以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明特高壓直流非接觸測(cè)距式驗(yàn)電方法做進(jìn)一步說(shuō)明。圖2中標(biāo)記說(shuō)明1_轉(zhuǎn)子，2-定子，3-接地電刷，4-同步信號(hào)發(fā)生器，5-電機(jī)，6-前 置放大器，7-電機(jī)控制電路。圖1為本方法發(fā)明的流程圖，特高壓直流非接觸測(cè)距式驗(yàn)電方法分為自檢、檢測(cè)、 測(cè)距、數(shù)據(jù)處理、比較、聲光報(bào)警六個(gè)階段，首先要進(jìn)行自檢，檢測(cè)系統(tǒng)是否能夠正常工作， 假如自檢沒(méi)有通的話，即立即取消驗(yàn)電工作，如果自檢通過(guò)，將進(jìn)行檢測(cè)；檢測(cè)采用交變感 應(yīng)法感應(yīng)原理來(lái)驗(yàn)電，得到驗(yàn)電器工作位置的電場(chǎng)值并存儲(chǔ)作為報(bào)警閾值；測(cè)距用相應(yīng)的 激光測(cè)距儀對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行測(cè)距，測(cè)量驗(yàn)電器與導(dǎo)線之間的距離；得出來(lái)的距離值根據(jù)空 間電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)曲線和變化趨勢(shì)得出相應(yīng)的場(chǎng)強(qiáng)值，作為驗(yàn)電值，再進(jìn)行兩個(gè)值的比較，如果 驗(yàn)電值大于報(bào)警閾值，則說(shuō)明被測(cè)物體帶電，并進(jìn)行聲光報(bào)警；否則說(shuō)明被測(cè)物體不帶電， 可繼續(xù)對(duì)下一個(gè)被測(cè)物體進(jìn)行測(cè)量。圖1中的檢測(cè)部分，又可分為信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊和信號(hào)采集模塊。如圖2所示，信號(hào)采集模塊是根據(jù)交變感應(yīng)法采集電壓信號(hào)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，它由定 子(感應(yīng)片)2和轉(zhuǎn)子(屏蔽片)1構(gòu)成。當(dāng)轉(zhuǎn)子1旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子2周期性地暴露于外部電 場(chǎng)E中，或被屏蔽片所遮擋，使E = 0，這樣周而復(fù)始，便產(chǎn)生交變輸出信號(hào)。檢測(cè)部分的信號(hào)放大模塊可用圖3中的方法實(shí)現(xiàn)，如圖3所示，它采用了對(duì)差分 信號(hào)進(jìn)行放大的運(yùn)算放大電路以抑制共模干擾信號(hào)；圖3中輸入級(jí)一般是由BJT、JFET或 M0SFET組成的差分式放大電路，利用它的對(duì)稱特性可以提高整個(gè)電路的共模抑制比，它的 兩個(gè)輸入端構(gòu)成整個(gè)電路的反相輸入端和同相輸入端。電壓放大級(jí)的主要作用是提高電壓 增益，它可由一級(jí)或多級(jí)放大電路組成。輸出級(jí)一般由電壓跟隨器或互補(bǔ)電壓跟隨器所組 成，以降低輸出電阻，提高帶負(fù)載能力。偏置電路是為各級(jí)提供合適的工作電流。此外還有 一些輔助環(huán)節(jié)，如電平移動(dòng)電路、過(guò)載保護(hù)電路以及高頻補(bǔ)償環(huán)節(jié)等。信號(hào)處理模塊由前級(jí)二階濾波器、整流電路和后級(jí)二階濾波器構(gòu)成，前級(jí)濾波器 用于削減高頻干擾信號(hào)，后級(jí)濾波器用于紋波的過(guò)濾；整流是將直流信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)， 可由精密整流電路實(shí)現(xiàn)。如圖3所示，整流電路由兩片運(yùn)算放大器和外圍的電阻、二極管 組成前一個(gè)運(yùn)算放大器與相應(yīng)電阻、二極管構(gòu)成一個(gè)等比例放大電路；第二個(gè)運(yùn)算放大 器與前置信號(hào)組成一個(gè)加法電路，可以通過(guò)改變R14的值來(lái)改變整流電路的放大倍數(shù)。R8、 R9、RIO、Rll、R12、R13、R14 的電阻值分別是10K、10K、10K、20K、10K、10K、20K。信號(hào)采集模塊、數(shù)據(jù)處理、比較和聲光報(bào)警可由模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片與單片機(jī)構(gòu)成。信號(hào) 采集模塊可由單片機(jī)控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器來(lái)實(shí)現(xiàn)，以一定的頻率進(jìn)行采集，采集的頻率可由模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的采樣速率來(lái)決定，任意一款精度達(dá)到系統(tǒng)要求的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片都可以用來(lái)數(shù) 據(jù)采集，采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并存儲(chǔ)到單片機(jī)中，如圖6所示；數(shù)據(jù)處理、 比較和聲光報(bào)警可由軟件控制單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，不需要其他的外圍電路，系統(tǒng)對(duì)單片機(jī)的要求 也不高，任何51內(nèi)核或51以上內(nèi)核的單片機(jī)都可以滿足系統(tǒng)要求。實(shí)施例直流輸電導(dǎo)線下方不同距離X處有著不同的場(chǎng)強(qiáng)值，根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)值不同驗(yàn)電器的報(bào) 警閾值Y不同，因此根據(jù)某電壓等級(jí)距離導(dǎo)線下方x米處的驗(yàn)電器采集的數(shù)值與報(bào)警閾值 y比較大小來(lái)判斷直流輸電導(dǎo)線是否帶電，其中x為距導(dǎo)線距離的一個(gè)范圍，其大小根據(jù)電 壓等級(jí)的變化而變化(如士 500kV直流的x為20m 25m，報(bào)警閾值y為1. 8 (1. 8為現(xiàn)場(chǎng)多 次試驗(yàn)測(cè)量得到，不同場(chǎng)合下y的值有所不同，應(yīng)視具體情況而定))。驗(yàn)電過(guò)程1、選取合適的工作點(diǎn)，盡量使周圍帶電設(shè)備數(shù)量最少，減少其他帶電設(shè)備對(duì)驗(yàn)電 器的干擾。2、對(duì)驗(yàn)電器進(jìn)行自檢，自檢通過(guò)后開(kāi)始驗(yàn)電工作。3、驗(yàn)電器在工作點(diǎn)測(cè)量距導(dǎo)線的距離d，若d在x的范圍中，S卩20m < d < 25m，驗(yàn) 電器繼續(xù)驗(yàn)電工作，若d不在x范圍內(nèi)，則停止驗(yàn)電工作，需要找到d滿足x要求的工作點(diǎn)。4、驗(yàn)電器采集工作點(diǎn)的值z(mì)，與之前設(shè)定的報(bào)警閾值y進(jìn)行比較，若z > y，則被測(cè) 設(shè)備帶電。表1是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)(距離導(dǎo)線高度與驗(yàn)電值對(duì)應(yīng)的關(guān)系圖如圖6所示，即空間 電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)曲線和變化趨勢(shì)圖)士 500kV宜華線，湖北省黃陂市段，導(dǎo)線帶電。表 權(quán)利要求
特高壓直流非接觸測(cè)距式驗(yàn)電方法，分為自檢、數(shù)據(jù)處理、比較和聲光報(bào)警，其特征在于還包括測(cè)距和檢測(cè)階段，自檢通過(guò)后，將進(jìn)行檢測(cè)；檢測(cè)采用交變感應(yīng)法感應(yīng)原理來(lái)驗(yàn)電，以一定的頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)采集驗(yàn)電器工作位置的電場(chǎng)強(qiáng)度，多次采集得到的值合理選取后作為報(bào)警閾值；然后測(cè)量驗(yàn)電器與導(dǎo)線之間的距離值，得出來(lái)的距離值根據(jù)空間電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)曲線和變化趨勢(shì)得出相應(yīng)的場(chǎng)強(qiáng)值，作為驗(yàn)電值；將報(bào)警閾值與驗(yàn)電值進(jìn)行比較；通過(guò)聲、光信號(hào)的報(bào)警來(lái)反映被測(cè)物體是否帶電。
全文摘要
特高壓直流非接觸測(cè)距式驗(yàn)電方法，分為自檢、數(shù)據(jù)處理、比較和聲光報(bào)警，還包括測(cè)距和檢測(cè)階段，自檢通過(guò)后，將進(jìn)行檢測(cè)；檢測(cè)采用交變感應(yīng)法感應(yīng)原理來(lái)驗(yàn)電，以一定的頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)采集驗(yàn)電器工作位置的電場(chǎng)強(qiáng)度，多次試驗(yàn)得到的值作為報(bào)警閾值；然后進(jìn)行測(cè)距，得出來(lái)的距離值根據(jù)空間電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)曲線和變化趨勢(shì)得出相應(yīng)的場(chǎng)強(qiáng)值，作為驗(yàn)電值；將報(bào)警閾值與驗(yàn)電值進(jìn)行比較；通過(guò)聲、光信號(hào)的報(bào)警來(lái)反映被測(cè)物體是否帶電，該方法采用測(cè)距的方式來(lái)得到驗(yàn)電值，較之前的驗(yàn)電值取得方法來(lái)說(shuō)更準(zhǔn)確，誤差小，精確度更高，可以有效檢測(cè)出被測(cè)導(dǎo)線是否帶電。
文檔編號(hào)G01R29/12GK101876673SQ20101018466
公開(kāi)日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日
發(fā)明者張麗華, 文志科, 易輝, 焦坦, 胡霽, 董萬(wàn)光, 邵瑰瑋, 閔絢, 陳怡 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院