專利名稱：特高壓交流非接觸多通道式驗(yàn)電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于特高壓交流輸變電設(shè)備安全工器具的研究方法領(lǐng)域，具體涉及一種特 高壓交流非接觸多通道式驗(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“ IOOOkv特高壓交流非接觸式驗(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，所以該專利中驗(yàn)電基準(zhǔn)值和報(bào)警閾值的取得容易受到外界干擾，準(zhǔn)確性不
尚ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種特高壓交流非接觸多通道式驗(yàn)電方法，采用比較雙通道 采集的報(bào)警閾值和雙通道采集的驗(yàn)電值大小的方式來(lái)檢測(cè)被測(cè)物體是否帶電，用于特高壓 交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)方案是特高壓交流非接觸多通道式驗(yàn)電方法， 包括自檢、預(yù)檢、比較和報(bào)警，其特征在于還包括多通道檢測(cè)；自檢通過(guò)后，經(jīng)延時(shí)，檢測(cè) 采用平行板電容感應(yīng)原理，而且采用雙通道檢測(cè)，以一定的頻率進(jìn)行水平通道的數(shù)據(jù)采集 與垂直通道的數(shù)據(jù)采集，然后將兩個(gè)通道采集的被測(cè)物體工作位置的電場(chǎng)強(qiáng)度值相比較， 較大的作為驗(yàn)電值；采用同樣的方法，將被測(cè)物體置于較低位置再次測(cè)量?jī)蓚€(gè)通道的電場(chǎng) 強(qiáng)度值，較大的作為報(bào)警閾值，根據(jù)空間電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)曲線和變化趨勢(shì)來(lái)驗(yàn)電，通過(guò)報(bào)警的 聲、光信號(hào)來(lái)反映電場(chǎng)的大小，該方法可以有效降低變電站內(nèi)其他帶電設(shè)備對(duì)被測(cè)設(shè)備測(cè) 量結(jié)果的干擾，提高了測(cè)量準(zhǔn)確度。本發(fā)明的有益效果是由于變電站和換流站中的帶電設(shè)備集中，電壓等級(jí)參數(shù)較 高，帶電設(shè)備分布復(fù)雜。對(duì)驗(yàn)電器的測(cè)量結(jié)果有著較大的干擾，本發(fā)明的驗(yàn)電值和報(bào)警閾值 都是雙通道采集得到，通過(guò)水平通道對(duì)水平方向場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)量，可以有效的減小水平方向上 的干擾，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)性不好、準(zhǔn)確 度不高的難題。本發(fā)明滿足了我國(guó)交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)備安全工器具上的空白，適用于特高壓輸變電線路巡檢。


圖1為方法實(shí)施的流程圖。圖2為圖1中檢測(cè)部分的信號(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為本發(fā)明實(shí)施例驗(yàn)電器離地距離與電壓值對(duì)應(yīng)圖。 具體實(shí)施方案以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明特高壓交流非接觸多通道式驗(yàn)電方法做進(jìn)一步說(shuō)明。圖1為本發(fā)明的流程圖，特高壓交流非接觸多通道式驗(yàn)電方法分為自檢、預(yù)檢、檢 測(cè)、比較、聲光報(bào)警五個(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)行延時(shí)；經(jīng)延時(shí)后，檢測(cè)采用平行板電容 感應(yīng)原理來(lái)驗(yàn)電，而且采用雙通道檢測(cè)，即水平通道與垂直通道同時(shí)檢測(cè)，將兩個(gè)通道采集 的被測(cè)物體工作位置的電場(chǎng)強(qiáng)度值相比較，較大的作為驗(yàn)電值；采用同樣的方法，將被測(cè)物 體置于較低位置再次測(cè)量?jī)蓚€(gè)通道的電場(chǎng)強(qiáng)度值，較大的作為報(bào)警閾值，然后根據(jù)空間電 場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)曲線和變化趨勢(shì)來(lái)驗(yàn)電，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)電磁感應(yīng)原理采集電壓信號(hào)進(jìn)行設(shè)計(jì)的；一個(gè) 平行板電容和電阻并聯(lián)，利用測(cè)電阻兩端的電壓得到平行板電容兩端的電壓即可計(jì)算得到 驗(yàn)電器所處空間環(huán)境的電場(chǎng)強(qiáng)度。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中差分輸入級(jí)一般是由BJT、JFET或 MOSFET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；整流是將交流信號(hào)轉(zhuǎn)換成交流信號(hào)， 可由精密整流電路實(shí)現(xiàn)。如圖4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、10Κ、10Κ、20Κ。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)換器與單片機(jī)構(gòu)成。信號(hào)采 集部分可由單片機(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)換器的采樣速率來(lái)決定，任意一款精度達(dá)到系統(tǒng)要求的模數(shù)轉(zhuǎn)換器都可以作為數(shù)據(jù)采集 芯片，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5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)核的單片機(jī)都可以滿足系統(tǒng)要求。實(shí)施例1.在線路中測(cè)量首先，選取合適的測(cè)量點(diǎn)A，打開(kāi)驗(yàn)電器，先自檢；確認(rèn)驗(yàn)電器工作正常時(shí)，進(jìn)行驗(yàn) H1^ ο放在離地20cm以下的地方進(jìn)行場(chǎng)強(qiáng)值的采集，作為報(bào)警閾值的因子，驗(yàn)電器此時(shí) 的水平通道值為V1 = 0. 52，垂直通道值為H1 = 0. 48。那么根據(jù)程序，將V1與H1的值進(jìn)行 比較，較大的作為報(bào)警閾值因子，報(bào)警閾值為T(mén) = V1X3. 8 (3. 8為多次線路試驗(yàn)得到的倍數(shù) 因子，視具體情況而定)，即1.976。然后將驗(yàn)電器安裝在絕緣操作桿上，利用絕緣操作桿將驗(yàn)電器推出距地面3米以 上的地方，進(jìn)行場(chǎng)強(qiáng)值的采集，此時(shí)的水平通道值V2 = 2. 35，垂直通道值為H2 = 1. 34，由程 序進(jìn)行是否帶電的判定，因?yàn)閂2 > T，所以判斷為被測(cè)物體帶電。2.在變電站中，檢驗(yàn)設(shè)備是否帶電的步驟和在線路上檢驗(yàn)輸電導(dǎo)線是否帶電一 樣。若旁邊帶電設(shè)備不復(fù)雜時(shí)，驗(yàn)電器的讀數(shù)基本上規(guī)律一樣，垂直通道比水平通道的值偏 大。若旁邊帶電設(shè)備較多，分布復(fù)雜時(shí)，驗(yàn)電器的值可能會(huì)有變化，在某變電站A相濾 波塔附近測(cè)量時(shí)，在離地20cm以下的地方進(jìn)行場(chǎng)強(qiáng)值的采集，驗(yàn)電器此時(shí)的水平通道值V1 =1.53，垂直通道H1 = 1.48。根據(jù)程序，將V1與H1的值進(jìn)行比較，較大的作為報(bào)警閾值因 子，報(bào)警閾值為T(mén) = V1X 2 (2為多次站內(nèi)試驗(yàn)得到的倍數(shù)因子，視具體情況而定)，即3. 06。 然后將驗(yàn)電器安裝在絕緣操作桿上，利用絕緣操作桿將驗(yàn)電器推出距地面3米以上的地 方，進(jìn)行場(chǎng)強(qiáng)值的采集，此時(shí)的水平通道值V2 = 3. 68，垂直通道值為H2 = 3. 84，此時(shí)水平通 道吐的值大于V2的值，即測(cè)量點(diǎn)水平方向上的場(chǎng)強(qiáng)值較大，有可能是因?yàn)楦浇鼛щ娫O(shè)備分 布復(fù)雜引起的，由于水平方向的場(chǎng)強(qiáng)值較大，有可能會(huì)對(duì)垂直通道的值有影響，從而影響驗(yàn) 電器的測(cè)量結(jié)果，應(yīng)該重新選取測(cè)量地點(diǎn)，重新對(duì)被測(cè)設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)電測(cè)量。表1是線路測(cè)量 中線下場(chǎng)強(qiáng)值與驗(yàn)電器電壓值對(duì)應(yīng)表，由于變電站內(nèi)部帶電設(shè)備分布復(fù)雜，曲線分布較為 復(fù)雜，具體場(chǎng)強(qiáng)值與電壓值對(duì)應(yīng)關(guān)系要具體分析。圖6是表1的對(duì)應(yīng)曲線圖。表 權(quán)利要求
特高壓交流非接觸多通道式驗(yàn)電方法，包括自檢、預(yù)檢、比較和報(bào)警，其特征在于還包括多通道檢測(cè)；自檢通過(guò)后，經(jīng)延時(shí)，檢測(cè)采用平行板電容感應(yīng)原理，而且采用雙通道檢測(cè)，以一定的頻率進(jìn)行水平通道的數(shù)據(jù)采集與垂直通道的數(shù)據(jù)采集，然后將兩個(gè)通道采集的被測(cè)物體工作位置的電場(chǎng)強(qiáng)度值相比較，較大的作為驗(yàn)電值；采用同樣的方法，將被測(cè)物體置于較低位置再次測(cè)量?jī)蓚€(gè)通道的電場(chǎng)強(qiáng)度值，較大的作為報(bào)警閾值，根據(jù)空間電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)曲線和變化趨勢(shì)來(lái)驗(yàn)電，通過(guò)報(bào)警的聲、光信號(hào)來(lái)反映電場(chǎng)的大小。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種特高壓交流非接觸多通道式驗(yàn)電方法，包括自檢、預(yù)檢、多通道檢測(cè)、比較和報(bào)警五個(gè)階段；自檢通過(guò)后，經(jīng)延時(shí)，檢測(cè)采用平行板電容感應(yīng)原理，而且采用雙通道檢測(cè)，以一定的頻率進(jìn)行水平通道的數(shù)據(jù)采集與垂直通道的數(shù)據(jù)采集，然后將兩個(gè)通道采集的被測(cè)物體工作位置的電場(chǎng)強(qiáng)度值相比較，較大的作為驗(yàn)電值；采用同樣的方法，將被測(cè)物體置于較低位置再次測(cè)量?jī)蓚€(gè)通道的電場(chǎng)強(qiáng)度值，較大的作為報(bào)警閾值，根據(jù)空間電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)曲線和變化趨勢(shì)來(lái)驗(yàn)電，通過(guò)報(bào)警的聲、光信號(hào)來(lái)反映電場(chǎng)的大小，該方法可以有效地排除了鄰近帶電設(shè)備的干擾，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)性不好、準(zhǔn)確度不高的難題。
文檔編號(hào)G01R29/00GK101923120SQ20101018479
公開(kāi)日2010年12月22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