專利名稱：防帶地線合閘檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及線路檢測(cè)裝置，特別是涉及一種防帶地線合閘檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
在電力檢修作業(yè)過程中，裝、拆地線是一個(gè)極其重要的環(huán)節(jié)，帶地線合閘操作帶來的電網(wǎng)事故后果十分嚴(yán)重，極容易造成設(shè)備損壞、電網(wǎng)事故甚至人員傷亡。目前，在配電網(wǎng)中，對(duì)線路的地線裝、拆作業(yè)一般是依靠工作票制度和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員進(jìn)行安全規(guī)程的執(zhí)行程度，但在線路改造范圍廣、檢修工作點(diǎn)多和現(xiàn)場(chǎng)工作人員繁雜的情況下，這種僅依靠工作制度的約束和人的主觀意愿的方式并不能從根本上杜絕事故的發(fā)生，所以由于人為原因?qū)е侣┎鸾拥鼐€合閘送電，從而引起設(shè)備損壞、電網(wǎng)事故甚至人員傷亡的意外仍然時(shí)有發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要針對(duì)由于人為原因?qū)е侣┎鸾拥鼐€合閘，從而引起設(shè)備損壞、電網(wǎng)事故甚至人員傷亡的意外的問題，提供一種防帶地線合閘檢測(cè)裝置。一種防帶地線合閘檢測(cè)裝置，包括輸出電壓單元，用于輸出設(shè)定頻率的測(cè)試電壓至待測(cè)線路；電流取樣單元，用于對(duì)待測(cè)線路上的電流信號(hào)進(jìn)行取樣；數(shù)據(jù)分析單元，用于根據(jù)所述測(cè)試電壓和電流信號(hào)判斷待測(cè)線路的接地狀態(tài)。上述防帶地線合閘檢測(cè)裝置，通過對(duì)待測(cè)線路加載設(shè)定的高頻電壓，對(duì)待測(cè)線路上的電流信號(hào)進(jìn)行取樣，根據(jù)待測(cè)線路電壓和電流信號(hào)判斷線路是否存在閉環(huán)回路，從而準(zhǔn)確判斷待測(cè)線路的接地狀態(tài)，采用科學(xué)的檢測(cè)手段，從根本上杜絕了事故的發(fā)生，具有測(cè)量精度高，抗干擾能力強(qiáng)，成本低等優(yōu)點(diǎn)。


圖I為本發(fā)明防帶地線合閘檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為一個(gè)實(shí)施例的防帶地線合閘檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為一個(gè)應(yīng)用實(shí)例的防帶地線合閘檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的防帶地線合閘檢測(cè)裝置的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)描述。參見圖I所示，圖I是本發(fā)明的防帶地線合閘檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，包括輸出電壓單元，用于輸出設(shè)定頻率的測(cè)試電壓至待測(cè)線路；電流取樣單元，用于對(duì)待測(cè)線路上的電流信號(hào)進(jìn)行取樣；數(shù)據(jù)分析單元，用于根據(jù)所述測(cè)試電壓和電流信號(hào)判斷待測(cè)線路的接地狀態(tài)。本發(fā)明的防帶地線合閘檢測(cè)裝置，通過加載電壓到待測(cè)線路中的其中一相，通過檢測(cè)線路上的電流信號(hào)來判斷是否存在閉環(huán)回路，從而準(zhǔn)確地判斷遠(yuǎn)方接地線狀態(tài)。參見圖2所示，圖2為一個(gè)實(shí)施例的防帶地線合閘檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。在一個(gè)實(shí)施例中，還包括顯示單元,用于顯示所述接地狀態(tài)信息；通過顯示單元可以直觀地顯示出接地狀態(tài)及相應(yīng)數(shù)據(jù)情況，優(yōu)選地，可以采用液晶顯示屏。在一個(gè)實(shí)施例中，所述輸出電壓單兀包括電源模塊、變頻模塊和加載模塊，進(jìn)一步地，還可以包括變壓模塊。電源模塊用于接入外部電源的電壓，所接的外部電源包括直流或交流電源，考慮 到野外檢測(cè)的需要，可使用電池進(jìn)行供電。變頻模塊用于將輸入的電壓變成設(shè)定頻率的測(cè)試電壓，優(yōu)選地，該模塊包括全橋逆變電路和LC濾波(無源濾波)電路，通過全橋逆變電路將輸入的電壓變成直流方波電壓，通過LC濾波電路對(duì)直流方波電壓進(jìn)行濾波獲得標(biāo)準(zhǔn)正弦波的測(cè)試電壓。加載模塊用于將測(cè)試電壓加載到待測(cè)線路上，具體地，可以通過與待測(cè)測(cè)線路連接的方式，或者電壓環(huán)線圈連接將測(cè)試電壓加載到待測(cè)線路上。變壓模塊用于將輸入的電壓的變成設(shè)定幅值的測(cè)試電壓，優(yōu)選地，該模塊包括Boost (開關(guān)直流)升壓電路，用于將輸入的直流電壓升壓為設(shè)定幅值的測(cè)試電壓，設(shè)計(jì)電壓反饋來控制PWM信號(hào)的輸出，可以保持輸出電壓的穩(wěn)定，電壓反饋也可以連接至數(shù)據(jù)分析單元用于數(shù)據(jù)分析；一般情況下，接入低壓電源(如電池)時(shí)，則通過Boost升壓電路和全橋逆變電路獲得設(shè)定頻率的測(cè)試電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，所述電流取樣單元包括采集模塊、放大模塊和濾波模塊，進(jìn)一步地，還可以包括增益控制模塊。采集模塊用于從待測(cè)線路上采集電流信號(hào)，具體地，該模塊可以采用電流互感器或電流鉗采集電流信號(hào)。放大模塊用于對(duì)所采集的電流信號(hào)進(jìn)行功率放大，優(yōu)選地，該模塊采用高精密、低功耗集成儀表放大器來放大電流信號(hào)。濾波模塊用于對(duì)對(duì)所采集的電流信號(hào)進(jìn)行濾波，優(yōu)選地，該模塊包括二階帶通濾波器和二階高通濾波器。放大模塊和濾波模塊設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)多級(jí)放大方案，對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行逐級(jí)放大、逐級(jí)濾波的方式，采用多級(jí)濾波、逐級(jí)放大的方式，有效抑制干擾信號(hào)和噪聲的影響，提高采樣的精度和高信噪比。增益控制模塊用于根據(jù)取樣的電流信號(hào)的強(qiáng)度控制放大模塊的功率放大倍數(shù)，具體地，該模塊通過改變放大模塊的增益放大倍數(shù)來實(shí)現(xiàn)量程切換，可以根據(jù)檢測(cè)電流信號(hào)的數(shù)量級(jí)設(shè)置相應(yīng)的放大倍數(shù)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)切換量程，保證各個(gè)數(shù)量級(jí)的電流信號(hào)的測(cè)量線性度和精度。在一個(gè)實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)分析單元包括存儲(chǔ)模塊和判斷模塊；存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)判斷數(shù)據(jù)，其中判斷數(shù)據(jù)包括設(shè)定的測(cè)試電壓及其對(duì)應(yīng)的電流取值范圍，即最小短路接地電流值和最大感應(yīng)電容電流值，電流在輸電線路未接地時(shí)應(yīng)大于感應(yīng)電容電流值的最大值,小于最小短路接地值；在接地時(shí)，輸電線上的電流將遠(yuǎn)大于所設(shè)定的最大感應(yīng)電容電流值，判斷數(shù)據(jù)可以通過試驗(yàn)或理論計(jì)算的方式獲得；判斷模塊用于判斷采樣得到的電流信號(hào)是否在電流取值范圍內(nèi)，若超出了電流取值范圍，則判定待測(cè)線路為接地狀態(tài)。通過電壓電流分析計(jì)算及對(duì)采樣數(shù)據(jù)的 智能判斷，可以準(zhǔn)確地判斷出待測(cè)線路的接地狀態(tài)。優(yōu)選地，數(shù)據(jù)分析單元包括DSP芯片，判斷模塊的主要功能通過DSP芯片的數(shù)據(jù)處理流程來實(shí)現(xiàn)，一方面，DSP芯片的判斷模塊根據(jù)該電壓反饋與電流信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，另一方面，DSP芯片內(nèi)置的PWM信號(hào)模塊可以根據(jù)測(cè)試電壓的電壓反饋，產(chǎn)生并輸出PWM信號(hào)至Boost升壓電路和全橋逆變電路中的開關(guān)管，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，調(diào)整測(cè)試電壓幅值和頻率。為了更清晰本發(fā)明的防帶地線合閘檢測(cè)裝置，下面闡述一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。參見圖3所示，圖3為一個(gè)應(yīng)用實(shí)例的防帶地線合閘檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。輸出電壓單元01主要包括依次連接電源模塊11、Boost升壓電路12、全橋逆變電路13、LC濾波電路14、電壓環(huán)線圈15以及電壓反饋電路16。其中，電源模塊11所接外部電源為電池，提供整個(gè)裝置的工作電壓，包括電源轉(zhuǎn)換和穩(wěn)壓芯片111，可以采用有TPS733Q芯片、WRA0505CS-2W芯片或WRA0512CS-2W芯片；電池電量監(jiān)測(cè)芯片112，可以采用BQ3060芯片。通過電源轉(zhuǎn)換和穩(wěn)壓芯片111提供電流取樣所需的±12V電壓、DSP芯片所需的3. 3V電壓以及Boost升壓電路12所需的6V直流電壓。Boost升壓電路12將6V電壓抬升為18V直流電壓，全橋逆變電路13進(jìn)行頻率變換為交流方波，經(jīng)過LC濾波電路14后得到標(biāo)準(zhǔn)的正弦高頻的測(cè)試電壓，Boost升壓電路12和全橋逆變電路12中的開關(guān)管均采用DIP8封裝的雙Mos管AP9971⑶，全橋逆變電路12中的Mos管的驅(qū)動(dòng)芯片采用高性能的全橋Mos管專用芯片IR2110，DSP芯片31中PWM模塊312輸出的控制信號(hào)控制Boost升壓電路12和全橋逆變電路12的開關(guān)管導(dǎo)通情況從而控制輸出電壓的幅值和頻率。電壓反饋電路16采集電壓信號(hào)，經(jīng)過運(yùn)算放大器進(jìn)行放大后，輸入DSP芯片31中的A/D采樣模塊，再反饋至PWM模塊312控制其輸出控制信號(hào)，優(yōu)選地，所述運(yùn)算放大器采用0PA4227運(yùn)算放大器。電流取樣單元02主要包括電流鉗21、前置放大電路22、二階帶通濾波器23、運(yùn)算放大電路24、二階高通濾波器25以及切換控制電路26 ；其中，前置放大電路22采用INAl 18放大器，運(yùn)算放大電路24采用0PA4227運(yùn)算放大器。切換控制電路26主要由SN74LVC4245芯片和CD4051芯片構(gòu)成，通過DSP芯片31的10控制口輸出控制信號(hào)，經(jīng)SN74LVC4245芯片控制⑶4051芯片的模擬電子開關(guān)切換，以改變前置放大路22中的比例電阻值，從而改變電路的增益放大倍數(shù)。數(shù)據(jù)分析單元03主要包括DSP芯片31和存儲(chǔ)模塊32 ;其中，DSP芯片31包括A/D采樣模塊311、PWM模塊312以及判斷模塊313，反饋電壓和電流信號(hào)分別經(jīng)過電壓反饋電路16和電流取樣單元02采集后直接送往A/D采樣模塊311進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣轉(zhuǎn)換，在DSP芯片31中對(duì)所采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波后，通過即可計(jì)算計(jì)算反饋電壓和電流信號(hào)的有效值，判斷模塊313根據(jù)中的數(shù)據(jù)對(duì)所計(jì)算的數(shù)據(jù)的有效值進(jìn)行判斷分析待測(cè)線路的接地線狀態(tài)；優(yōu)選地，DSP芯片31可以采用TMS320LF2407芯片，存儲(chǔ)模塊32可以采用AT24C16芯
片。 人機(jī)交互單元04主要包括顯示屏41和鍵盤42 ;優(yōu)選地,顯示屏41為液晶顯示屏，通過顯示屏41顯示和讀取鍵盤的按鍵狀態(tài)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，顯示測(cè)量結(jié)果或保存相關(guān)參數(shù)設(shè)置。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種防帶地線合閘檢測(cè)裝置，其特征在于，包括 輸出電壓單元，用于輸出設(shè)定頻率的測(cè)試電壓至待測(cè)線路； 電流取樣單元，用于對(duì)待測(cè)線路上的電流信號(hào)進(jìn)行取樣； 數(shù)據(jù)分析單元，用于根據(jù)所述測(cè)試電壓和電流信號(hào)判斷待測(cè)線路的接地狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的防帶地線合閘檢測(cè)裝置，其特征在于，還包括顯示單元，用于顯示所述接地狀態(tài)信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的防帶地線合閘檢測(cè)裝置，其特征在于，所述輸出電壓單元包 括 電源模塊，用于接入外部電源的電壓； 變頻模塊，用于將輸入的電壓變成設(shè)定頻率的測(cè)試電壓； 加載模塊，用于將所述測(cè)試電壓加載到待測(cè)線路上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防帶地線合閘檢測(cè)裝置，其特征在于，所述輸出電壓單元還包括變壓模塊，用于將輸入的電壓的變成設(shè)定幅值的測(cè)試電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的防帶地線合閘檢測(cè)裝置，其特征在于，所述變頻模塊包括 全橋逆變電路，用于將輸入的電壓變成直流方波電壓； LC濾波電路，用于對(duì)所述直流方波電壓進(jìn)行濾波獲得測(cè)試電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的防帶地線合閘檢測(cè)裝置，其特征在于，所述變壓模塊包括 開關(guān)直流升壓電路，用于將輸入的直流電壓升壓為設(shè)定幅值的測(cè)試電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的防帶地線合閘檢測(cè)裝置，其特征在于，所述電流取樣單元包括 采集模塊，用于從待測(cè)線路上采集電流信號(hào)； 放大模塊，用于對(duì)所采集的電流信號(hào)進(jìn)行功率放大； 濾波模塊，用于對(duì)對(duì)所采集的電流信號(hào)進(jìn)行濾波。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的防帶地線合閘檢測(cè)裝置，其特征在于，所述電流取樣單元還包括 增益控制模塊，用于根據(jù)取樣的電流信號(hào)的強(qiáng)度控制所述放大模塊的功率放大倍數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的防帶地線合閘檢測(cè)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分析單元包括 存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)判斷數(shù)據(jù)；其中，判斷數(shù)據(jù)包括設(shè)定的測(cè)試電壓及其對(duì)應(yīng)的電流取值范圍； 判斷模塊，用于判斷所述電流信號(hào)是否在所述電流取值范圍內(nèi)，若否，則判定待測(cè)線路為接地狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的防帶地線合閘檢測(cè)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分析單元包括DSP芯片。
全文摘要
本發(fā)明提供一種防帶地線合閘檢測(cè)裝置，包括輸出電壓單元，用于輸出設(shè)定頻率的測(cè)試電壓至待測(cè)線路；電流取樣單元，用于對(duì)待測(cè)線路上的電流信號(hào)進(jìn)行取樣；數(shù)據(jù)分析單元，用于根據(jù)所述測(cè)試電壓和電流信號(hào)判斷待測(cè)線路的接地狀態(tài)。本發(fā)明的技術(shù)，通過對(duì)待測(cè)線路加載設(shè)定的高頻電壓，對(duì)待測(cè)線路上的電流信號(hào)進(jìn)行取樣，根據(jù)待測(cè)線路電壓和電流信號(hào)判斷線路是否存在閉環(huán)回路，從而準(zhǔn)確判斷待測(cè)線路的接地狀態(tài)，采用科學(xué)的檢測(cè)手段，從根本上杜絕了事故的發(fā)生，具有測(cè)量精度高，抗干擾能力強(qiáng)，成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R31/02GK102636722SQ201210129589
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者余濤, 關(guān)飛, 姜靜, 路軍, 黃劍斌, 黎衛(wèi)文 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué), 廣東電網(wǎng)公司肇慶供電局