本發(fā)明涉及一種檢測裝置，特別涉及一種工頻高壓帶電檢測裝置。
背景技術(shù)：
：《國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程》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)備或線路已斷電，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。因此，檢驗(yàn)交、支流高壓或者超高壓、特高壓設(shè)備是否帶電，關(guān)系到運(yùn)維人員的生命安全，對電力設(shè)備及整個(gè)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重大意義。驗(yàn)電器是用來檢測電力設(shè)備上是帶電的常用工具之一。當(dāng)前常見的高壓帶電驗(yàn)電方法有：分壓器與儀表配合法、靜電電壓表法、鋁箔驗(yàn)電法等等。其中一些方法如分壓器與儀表配合法、靜電電壓表法，為人身安全與實(shí)現(xiàn)測量功能，需要接地線。這增加了測量過程中的操作復(fù)雜性；而且在測量時(shí)接地線需要靠近目標(biāo)高壓，極可能導(dǎo)致高壓對地放電，引發(fā)線-地短路等嚴(yán)重故障，對電力系統(tǒng)正常運(yùn)行和設(shè)備安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。鋁箔驗(yàn)電法方法隔離了高壓與大地，不易引發(fā)事故，但測量時(shí)需要把鋁箔靠近甚至接觸高壓，才能獲得目標(biāo)導(dǎo)體是否帶高壓，高壓幅度不容易精確確定。以上方法在同時(shí)針對多個(gè)導(dǎo)體時(shí)，到底哪個(gè)或者哪些導(dǎo)體帶高壓，需要多次測試，在沒有測試之前，測試目標(biāo)不明確，操作費(fèi)時(shí)。專利CN204166043U(一種高壓帶電檢測裝置)本發(fā)明公開一種高壓帶電檢測裝置，包括圓盤絕緣子及傳感器，所述圓盤絕緣子包括支撐部、絕緣部及內(nèi)部帶電體，支撐部設(shè)置在絕緣部上，在絕緣部中嵌入內(nèi)部帶電體；傳感器安裝在圓盤絕緣子支撐部上，傳感器的探頭插入圓盤絕緣子絕緣部中。本發(fā)明安裝簡單，傳感器可以局部更換而節(jié)約成本，且不會(huì)引起傳感器漏氣。專利CN102879628A(一種高壓電力系統(tǒng)帶電顯示檢測裝置)本發(fā)明公開了一種用于強(qiáng)制閉鎖裝置的帶電檢測電路，它連接三相高壓傳感器，所述帶電檢測電路包括相互連接的一帶電顯示電路和一定時(shí)通電電路，所述帶電顯示電路接收傳感器信號，顯示帶電狀況，輸出高、低電平信號給所述定時(shí)通電電路。本發(fā)明的用于強(qiáng)制閉鎖裝置的帶電檢測電路能檢測并顯示高壓帶電狀況，在確認(rèn)無高壓帶電的情況下，驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制閉鎖裝置解鎖，提高安全性。專利CN203101474(一種高壓電力系統(tǒng)帶電顯示檢測裝置)本發(fā)明公開了一種電力系統(tǒng)的檢測裝置，具體涉及一種高壓電力系統(tǒng)帶電顯示檢測裝置，包括依次連接的傳感模塊、避雷模塊、濾波模塊過電壓吸收模塊、信號轉(zhuǎn)換模塊和單片機(jī)控制模塊。本發(fā)明的作用是：實(shí)現(xiàn)了對高壓、超高壓電力系統(tǒng)是否帶電進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，對相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行安全閉鎖，可以數(shù)字顯示電網(wǎng)電壓值，并指示是否帶電，調(diào)試非常簡單、直觀、準(zhǔn)確，具有內(nèi)部環(huán)溫調(diào)節(jié)功能，與主控計(jì)算機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)信息遠(yuǎn)傳的功能。保證了電力系統(tǒng)設(shè)備與人身安全，保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。專利CN202929096U(感應(yīng)式高壓帶電檢測裝置)本發(fā)明所述的感應(yīng)式高壓帶電檢測裝置，涉及一種緊急保護(hù)電路裝置，特別涉及一種監(jiān)控高壓帶電體以保護(hù)電力設(shè)備的裝置。本發(fā)明所述的感應(yīng)式高壓帶電檢測裝置，包括感應(yīng)端子、信號處理電路、信號分析電路、輸出電路和報(bào)警裝置，所述的感應(yīng)端子、信號處理電路、信號分析電路和輸出電路依次連接，報(bào)警裝置連接在信號分析電路上，所述的裝置還包括一個(gè)檢測電路，該檢測電路連接在感應(yīng)端子和信號分析電路之間。本發(fā)明所述的裝置，利用檢測電路提取感應(yīng)電極與信號處理電路之間的信號，并將檢測結(jié)構(gòu)反饋至信號分析電路中進(jìn)行分析處理，線路連接正常時(shí)可進(jìn)行常規(guī)工作，一旦線路發(fā)生故障則進(jìn)行報(bào)警，有效的保障了電力設(shè)備和人員的安全。以上專利均只有粗略的檢測高壓帶電情況并沒有對高壓帶電進(jìn)行精確的檢測，并且對提取的數(shù)據(jù)需經(jīng)過計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理。雖然看似方法合理，但依然加大了工作量，效率較低。本發(fā)明不僅安全且便于攜帶，而且操作簡單能高效精確測量高壓導(dǎo)體和設(shè)備，對電力系統(tǒng)發(fā)展具有重大現(xiàn)實(shí)意義。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種安全、操作簡單、高效精確測量工頻高壓帶電檢測裝置。本發(fā)明提供了一種工頻高壓帶電檢測裝置，包括：耦合電容模塊、電流采集傳感器模塊、前處理模塊、A/D采集模塊、GPRS通訊模塊、中央處理器模塊、探頭位置信息模塊及電源模塊；所述耦合電容模塊的輸出端與前處理模塊的第一輸入端相連，所述電流采集傳感器模塊的輸出端與前處理模塊的第二輸入端相連，所述前處理模塊的輸出端與A/D采集模塊的輸入端相連，所述A/D采集模塊的輸出端與中央處理器模塊的第一輸入端相連，所述探頭位置信息模塊的輸出端與中央處理器模塊的第二輸入端相連，所述中央處理器模塊的輸出端與GPRS通訊模塊的輸入端相連，所述前處理模塊的電源端、所述A/D采集模塊的電源端、所述中央處理器模塊的電源端、所述探頭位置信息模塊的電源端以及GPRS通訊模塊的電源端均與所述電源模塊相連；所述耦合電容模塊用于現(xiàn)場采集待檢測高壓輸電線的高壓電場在一位置處的耦合電荷，并將其傳輸至前處理模塊，所述前處理模塊用于將所接收的耦合電荷信號進(jìn)行放大、濾波、過電壓保護(hù)前處理，所述電流采集傳感器模塊用于采集待檢測高壓輸電線的電流，并將其輸出至所述前處理模塊，再進(jìn)入A/D采樣模塊，所述A/D采樣模塊用于將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號之后傳輸至中央處理器模塊，所述探頭位置信息模塊用于測量參考零點(diǎn)位置以及測量整個(gè)高壓電帶電檢測裝置的空間姿態(tài)以及運(yùn)動(dòng)軌跡和電場方向，并將測量到的信息傳輸至中央處理器模塊，所述中央處理器模塊用于接收來自A/D采樣模塊的數(shù)字信號并進(jìn)行存儲及運(yùn)算，所述GPRS通訊模塊用于通過網(wǎng)絡(luò)將中央處理器模塊的數(shù)據(jù)發(fā)送至控制和測量體系并建立聯(lián)系及數(shù)據(jù)庫備份。其中，所述電流采集傳感器模塊為霍爾傳感器模塊。其中，所述中央處理器模塊的輸入/輸出端與人機(jī)管理及報(bào)警模塊的輸入/輸出端相連，所述人機(jī)管理及報(bào)警模塊用于管理按鍵與顯示電場方向、電壓電流。其中，所述電源模塊輸出+3.7V、+5.0V、+9V三種電壓。其中，所述耦合電容模塊包括三個(gè)耦合電容，且兩兩互相垂直。其中，所述電流采集傳感器模塊包括三個(gè)耦合電容，且兩兩互相垂直。其中，所述中央處理器模塊通過以下公式計(jì)算待測輸電線的實(shí)際電壓：U＝E*H，其中qx，qy，qz為所述前處理模塊放大后x、y、z軸方向的電荷大小，fx、fy、fz分別是x、y、z軸方向的電場系數(shù)，Ex、Ey、Ez為x、y、z軸方向的電場強(qiáng)度分量，E為總的電場強(qiáng)度，H為被測點(diǎn)與地面的垂直高度，U為輸電線的實(shí)際電壓。本發(fā)明所述的高壓電帶電檢測裝置可應(yīng)用于：1)220kv及以上電壓等級的電壓和電流測量；2)輸電線的運(yùn)行狀態(tài)診斷，判斷是否存在切斷等故障；3)檢測最大電場方向，為施工人員提供安全保障。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明工頻高壓帶電檢測裝置的較佳實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是圖1中耦合電容模塊的示意圖。圖3是電荷采集及放大的電路示意圖。圖4是利用本發(fā)明所述的高壓電帶電檢測裝置進(jìn)行現(xiàn)場檢測的示意圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。請參見圖1，為本發(fā)明所述的一種工頻高壓帶電檢測裝置的較佳實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)框圖。所述工頻高壓帶電檢測裝置用于檢測高壓輸電線是否帶電。本發(fā)明所述的工頻高壓帶電檢測裝置的較佳實(shí)施方式包括耦合電容模塊11、A/D采集模塊12、前處理模塊13、霍爾傳感器模塊14、GPRS通訊模塊15、中央處理器模塊16、人機(jī)管理及報(bào)警模塊17、探頭位置信息模塊18及電源模塊19。所述耦合電容模塊11的輸出端與前處理模塊13的第一輸入端相連，所述霍爾傳感器模塊14的輸出端與前處理模塊13的第二輸入端相連，所述前處理模塊13的輸出端與A/D采集模塊12的輸入端相連，所述A/D采集模塊12的輸出端與中央處理器模塊16的第一輸入端相連。所述探頭位置信息模塊18的輸出端與中央處理器模塊16的第二輸入端相連，所述中央處理器模塊16的輸入/輸出端與人機(jī)管理及報(bào)警模塊17的輸入/輸出端相連，所述中央處理器模塊16的輸出端與GPRS通訊模塊15的輸入端相連。所述前處理模塊13的電源端、所述A/D采集模塊12的電源端、所述中央處理器模塊16的電源端、所述探頭位置信息模塊8的電源端以及GPRS通訊模塊5的電源端均與所述電源模塊19相連。本實(shí)施方式中，所述電源模塊19可提供+3.7V、+5.0V、+9V三種電壓，以為不同模塊供電。所述耦合電容模塊11用于現(xiàn)場采集待檢測高壓輸電線在附近空間內(nèi)某點(diǎn)處的耦合電荷，并將其傳輸至前處理模塊13。所述前處理模塊13用于將所接收的耦合電荷信號進(jìn)行放大、濾波、過電壓保護(hù)等前處理。所述霍爾傳感器模塊14用于采集高壓輸電線的電流，并將其輸出至所述前處理模塊13，所述前處理模塊13將經(jīng)過處理的信號傳輸至A/D采樣模塊12。所述A/D采樣模塊12用于將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號之后傳輸至中央處理器模塊16。當(dāng)然，其他實(shí)施方式中，所述霍爾傳感器模塊14亦可為其他電流采集傳感器模塊。所述探頭位置信息模塊18用于測量參考零點(diǎn)位置和整個(gè)高壓電帶電檢測裝置的空間姿態(tài)以及探頭運(yùn)動(dòng)軌跡和電場方向，并將測量到的信息傳輸至中央處理器模塊16。所述中央處理器模塊16用于接收來自A/D采樣模塊12的數(shù)字信號并進(jìn)行存儲及運(yùn)算。所述人機(jī)管理及報(bào)警模塊17用于管理按鍵與顯示電場方向、電壓電流等帶電狀態(tài)。所述GPRS通訊模塊15用于通過網(wǎng)絡(luò)將中央處理器模塊16的數(shù)據(jù)發(fā)送至控制和測量體系并建立聯(lián)系及數(shù)據(jù)庫備份。請繼續(xù)參考圖2所示，其為所述耦合電容模塊11的示意圖。本實(shí)施方式中，所述耦合電容模塊11主要由三個(gè)耦合電容Cx、Cy及Cz構(gòu)成且兩兩互相垂直。每一電容極板的大小與距離搭配應(yīng)合適：極板大電場畸變影響大，極板小采集電荷量少，輸出信號弱。本實(shí)施方式中，所述霍爾傳感器模塊14也主要由三個(gè)耦合電容構(gòu)成且兩兩互相垂直。請繼續(xù)參考圖3所示，其為電荷采集及放大的電路示意圖，其中Tr為電荷放大器、Tvs1及Tvs2為過電壓抑制器。所述耦合電容C采集耦合輸電線的地面電荷并將其通過電荷放大器Tr進(jìn)行放大處理。請繼續(xù)參考圖4所示，其為利用本發(fā)明所述的高壓電帶電檢測裝置進(jìn)行現(xiàn)場檢測的示意圖，其中標(biāo)號1為參考零點(diǎn)(電場強(qiáng)度為Ex1、Ey1、Ez1)，標(biāo)號2為高壓電帶電檢測裝置的運(yùn)動(dòng)軌跡，標(biāo)號3為中間任意一點(diǎn)(電場強(qiáng)度為Exk、Eyk、Ezk)，標(biāo)號4為待采集輸電線。下面將對其工作原理進(jìn)行說明：通過所述耦合電容模塊11測量輸電線的地面電荷以及通過霍爾傳感器模塊4測量高壓輸電線的電流。之后，根據(jù)輸電線的工頻電場的軸對稱性以及電荷法的原理，采用直線型電荷等效電線中的自由電荷，直線型電荷的位置位于對應(yīng)輸電導(dǎo)線的中心，并建立三維直角坐標(biāo)系。建立完三維直角坐標(biāo)系之后，結(jié)合公式：ExEyEz=[fxfyfz]qxqyqz]]>E=Ex2+Ey2+Ez2]]>計(jì)算輸電導(dǎo)線的電壓，其中：qx，qy，qz為所述前處理模塊3放大后x、y、z軸方向的電荷大小，fx、fy、fz分別是x、y、z軸方向的電場系數(shù)，Ex、Ey、Ez為x、y、z軸方向的電場強(qiáng)度分量，E為總的電場強(qiáng)度。然后再根據(jù)公式U＝E*H即可計(jì)算出輸電線的實(shí)際電壓，其中H為被測點(diǎn)與地面的垂直高度，U為輸電線的實(shí)際電壓。當(dāng)輸電線與地面間的工頻電場強(qiáng)度很小或?yàn)榱銜r(shí)，則判斷該輸電線不帶；反之，則認(rèn)為帶電。其中，上述公式的計(jì)算及處理均由中央處理器模塊16完成，其內(nèi)存儲有對應(yīng)的程序用于進(jìn)行計(jì)算及處理。本發(fā)明所述的工頻高壓帶電檢測裝置亦可對高壓輸電線的載流進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算方式與電壓的計(jì)算方式相同。本發(fā)明所述的高壓電帶電檢測裝置可應(yīng)用于：1)220kv及以上電壓等級的電壓和電流測量；2)輸電線的運(yùn)行狀態(tài)診斷，判斷是否存在切斷等故障；3)檢測最大電場方向，為施工人員提供安全保障。4)本裝置還能提供被測目標(biāo)導(dǎo)體的載流情況。以上僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的
技術(shù)領(lǐng)域：
，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3