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一種用于電力檢修作業(yè)的無接觸式驗電器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開的一種用于電力檢修作業(yè)的無接觸式驗電器，包括單片機控制模塊，單片機控制模塊上分別連接有電場信號采集與處理模塊、溫度測量與控制模塊、探頭通信模塊、聲光報警模塊、顯示模塊及電源模塊。本實用新型用于電力檢修作業(yè)的無接觸式驗電器，不直接與高壓線接觸，不需要操作長的絕緣桿，可以減少檢修人員驗電作業(yè)時的工作量，提高工作效率，保障檢修人員的人身安全，也有利于保證高壓電力網(wǎng)絡的安全可靠運行；采用的是數(shù)字集成電路，具有體積小，重量輕，功耗小，工作性能穩(wěn)定可靠，便于攜帶等特點，是電工特種作業(yè)人員的一種極為有效的電力安全作業(yè)工具。
【專利說明】—種用于電力檢修作業(yè)的無接觸式驗電器
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型屬于高電壓檢測【技術(shù)領域】，具體涉及一種用于電力檢修作業(yè)的無接觸式驗電器。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力系統(tǒng)高壓線路的停電檢修時，必須遵循停電、驗電、掛接地線，然后開始操作的規(guī)定。高壓輸電線路和高壓設備的驗電操作必須通過高壓驗電器來完成。目前市面上的驗電器基本都是接觸式驗電器，這類驗電器都必須與高壓輸電線路或變電設備直接接觸，并帶有長絕緣桿。根據(jù)現(xiàn)場操作人員的經(jīng)驗，隨著電壓等級的升高，要求安全距離越大，絕緣桿就越長，特別是在高空驗電時，操作人員在上下塔及電力作業(yè)過程中容易發(fā)生磕碰造成驗電工具損壞，在塔上或大風環(huán)境下也容易發(fā)生安全事故，存在使用不方便、驗電距離小、不便于攜帶、靈敏度不夠好等不足，在有些場合還存在使用場地限制、抗干擾性與靈敏度差、信號傳輸不穩(wěn)定等缺點，并且傳統(tǒng)接觸式驗電器只適用于現(xiàn)場測量，測量結(jié)果只能以顏色、聲音等表現(xiàn)出來，不能或者說是不方便數(shù)據(jù)通過傳輸線進行傳輸，或者說不能以數(shù)字方式傳輸與顯示測量結(jié)果，無法實現(xiàn)遠程操作與遠距離監(jiān)控。因此，傳統(tǒng)的帶有長絕緣桿的接觸式驗電器已經(jīng)越來越難以滿足電力行業(yè)發(fā)展的要求，而新型的無接觸的驗電器的產(chǎn)生也就呼應了市場的需求。非接觸式高壓驗電器是一種新型的驗電器，目前還處于研發(fā)和試驗階段，市場上幾乎沒有合適的產(chǎn)品。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的是提供一種用于電力檢修作業(yè)的無接觸式驗電器，解決了現(xiàn)有接觸式驗電器存在的使用不方便、驗電距離小、不便于攜帶、靈敏度不夠好、使用場地限制、信號傳輸不穩(wěn)定的問題。
[0004]本實用新型所采用的技術(shù)方案是，一種用于電力檢修作業(yè)的無接觸式驗電器，包括單片機控制模塊，單片機控制模塊上分別連接有電場信號采集與處理模塊、溫度測量與控制模塊、探頭通信模塊、聲光報警模塊、顯示模塊及電源模塊。
[0005]本實用新型的特點還在于，
[0006]其中的單片機控制模塊采用C8051R)20單片機。
[0007]其中的電場信號采集與處理模塊包括依次連接的電場信號采集與放大電路、雙T選頻網(wǎng)絡及整流濾波電路，雙T選頻網(wǎng)絡上還連接有50Hz/60Hz自檢信號產(chǎn)生電路。
[0008]其中的溫度測量與控制模塊采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器。
[0009]其中的顯示模塊采用128*64點陣漢字圖形型液晶顯示器。
[0010]其中的探頭通信模塊包括依次連接的工頻電場探頭、光電轉(zhuǎn)換器及通信接口電路。
[0011]本實用新型的有益效果是，不直接與高壓線接觸，不需要操作長的絕緣桿，可以減少檢修人員驗電作業(yè)時的工作量，提高工作效率，保障檢修人員的人身安全，也有利于保證高壓電力網(wǎng)絡的安全可靠運行；采用的是數(shù)字集成電路，具有體積小，重量輕，功耗小，工作性能穩(wěn)定可靠，便于攜帶等特點，是電工特種作業(yè)人員的一種極為有效的電力安全作業(yè)工具。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型用于電力檢修作業(yè)的無接觸式驗電器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本實用新型驗電器中電場信號采集與處理模塊方框圖；
[0014]圖3是本實用新型驗電器中電場信號采集與放大電路原理圖；
[0015]圖4是本實用新型驗電器中50Hz/60Hz自檢信號產(chǎn)生電路原理圖；
[0016]圖5是本實用新型驗電器中溫度測量與控制模塊原理圖；
[0017]圖6是本實用新型驗電器中聲光報警模塊原理圖；
[0018]圖7是本實用新型驗電器中顯示模塊原理圖；
[0019]圖8是本實用新型驗電器中探頭通信模塊方框圖；
[0020]圖9是整體程序框架圖；
[0021]圖10是單片機主程序流程圖。
[0022]圖中，1.單片機控制模塊，2.電場信號采集與處理模塊，3.溫度測量與控制模塊，
4.探頭通信模塊，5.聲光報警模塊，6.顯示模塊，7.電源模塊，8.電場信號采集與放大電路，9.雙T選頻網(wǎng)絡，10.50Hz/60Hz自檢信號產(chǎn)生電路，11.整流濾波電路，12.溫度傳感器，13.液晶顯示器，14.工頻電場探頭，15.光電轉(zhuǎn)換器，16.通信接口電路。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行詳細說明。
[0024]本實用新型用于電力檢修作業(yè)的無接觸式驗電器的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括單片機控制模塊1，單片機控制模塊I上分別連接有電場信號采集與處理模塊2、溫度測量與控制模塊3、探頭通信模塊4、聲光報警模塊5、顯示模塊6及電源模塊7。
[0025]電場信號采集與傳輸模塊2完成感應電場信號的采集，讀取輸電線附近的電場信號，經(jīng)過50Hz/60Hz選頻電路和整流濾波電路后，再進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換成相應的電平信號，進入單片機控制模塊1，在C8051F020內(nèi)部進行數(shù)據(jù)存儲與閥值比較，并通過顯示模塊6顯示測量結(jié)果，超出閥值則系統(tǒng)觸發(fā)聲光報警模塊5進行聲光報警提示。探頭通信模塊4用于外部擴展，可實現(xiàn)遠距離的精確測量。溫度測量與控制模塊3實現(xiàn)裝置的溫度檢測功能，是在裝置的電池模塊溫度過低時實現(xiàn)系統(tǒng)自動加溫，以保證驗電器在低溫情況下仍能正常工作。C8051R)20單片機是以MCS51系列單片機為內(nèi)核的3.3V低功耗、高速單片機，其外設或功能部件包括了模擬多路選擇器、可編程的增益放大器、ADC、DAC、電壓比較器、溫度傳感器、電壓基準、UART, SP1、SMBbus/I2C、可編程計數(shù)器/定時器陣列(PCA)、數(shù)字I/O端口、定時器、電源監(jiān)視器、時鐘振蕩器和看門狗(WDT)等。同時內(nèi)置256字節(jié)的內(nèi)部RAM和4KB片上RAM，以及64K FLASH程序存儲器。由于采用了高性能的微控制器，省掉了大量的外圍器件，如外部RAM、ROM存儲器等，可大大簡化硬件結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)的可靠性。
[0026]如圖2所示，電場信號采集與處理模塊2包括依次連接的電場信號采集與放大電路8、雙T選頻網(wǎng)絡9及整流濾波電路11，雙T選頻網(wǎng)絡9上還連接有50Hz/60Hz自檢信號產(chǎn)生電路10。
[0027]圖3是電場信號采集與放大電路8原理圖，其利用了場效應管的基本特性，即場效應管為電壓控制器件，其是利用輸入回路的電場效應來控制輸出回路電流的一種半導體器件，利用NMOS管的感應電荷變化產(chǎn)生的電流來檢測高壓輸電線路和高壓電力設備電場強度。場效應管工作在非飽和區(qū)時，漏極-源極電流的變化量Λ Ids與被測電場E成正比；而在飽和區(qū)，只有在測量電場較小時，漏極-源極電流的變化量△ Ids與被測電場E近似成正比；當測量電場較大時，漏極-源極電流的變化量AIds與被測電場E成嚴重的非線性關系。M為電荷感應片。
[0028]圖4是50Ηζ/60Ηζ自檢信號產(chǎn)生電路10原理圖。由于本實用新型只能是對電網(wǎng)電場(50Hz 土 5Hz/60Hz 土 5Hz )敏感，所以自檢電路實際上是一個與架空輸電線輻射場頻率相同、用于產(chǎn)生50Hz/60Hz的低頻正弦波信號，電路由兩級共射放大電路構(gòu)成，其中RC橋式正弦波產(chǎn)生電路以RC串并聯(lián)網(wǎng)絡為選頻網(wǎng)絡和正反饋網(wǎng)絡，以電壓串聯(lián)負反饋放大電路為放大環(huán)節(jié)，具有振蕩頻率穩(wěn)定，帶負載能力強，輸出電壓失真小等特點。通過合理設置電路選頻網(wǎng)絡的R和C的數(shù)值，使自檢信號產(chǎn)生電路輸出50Hz/60Hz的正弦波信號，輸出正弦
波信號的頻率為
【權(quán)利要求】
1.一種用于電力檢修作業(yè)的無接觸式驗電器，其特征在于，包括單片機控制模塊(1)，單片機控制模塊(I)上分別連接有電場信號采集與處理模塊(2)、溫度測量與控制模塊(3 )、探頭通信模塊(4 )、聲光報警模塊(5 )、顯示模塊(6 )及電源模塊(7 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電力檢修作業(yè)的無接觸式驗電器，其特征在于，所述的單片機控制模塊(I)采用C8051R)20單片機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電力檢修作業(yè)的無接觸式驗電器，其特征在于，所述的電場信號采集與處理模塊(2)包括依次連接的電場信號采集與放大電路(8)、雙T選頻網(wǎng)絡(9 )及整流濾波電路(11)，雙T選頻網(wǎng)絡(9 )上還連接有50Hz/60Hz自檢信號產(chǎn)生電路(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電力檢修作業(yè)的無接觸式驗電器，其特征在于，所述的溫度測量與控制模塊(3)采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電力檢修作業(yè)的無接觸式驗電器，其特征在于，所述的顯示模塊(6)采用128*64點陣漢字圖形型液晶顯示器(13)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電力檢修作業(yè)的無接觸式驗電器，其特征在于，所述的探頭通信模塊(4)包括依次連接的工頻電場探頭(14)、光電轉(zhuǎn)換器(15)及通信接口電路(16)。
【文檔編號】G01R19/155GK203385784SQ201320343670
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年6月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月14日
【發(fā)明者】劉家軍, 王月愛, 李文玲, 安源, 金雅婷 申請人:西安理工大學