CN101833046A - 特高压交流非接触测距式验电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种特高压交流非接触测距式验电方法，其流程由自检、检测、测距、数据处理、比较、声光报警六个阶段组成，首先要进行自检，自检通过后，将进行检测；检测采用平行板电容法感应原理来验电，以一定的频率进行数据采集验电器工作位置的电场强度，多次试验得到的值作为报警阈值；然后进行测距，得出来的距离值根据空间电场的场强曲线和变化趋势得出相应的场强值，作为验电值；将报警阈值与验电值进行比较；通过声、光信号的报警来反映被测导线是否带电，该方法采用测距的方式来得到验电值，较之前的验电值取得方法来说更准确，精确度更高，可以有效检测出被测导线是否带电。
Description
技术领域
本发明属于特高压交流输变电设备安全工器具的研究方法领域，具体涉及一种特高压交流非接触测距式验电方法。
背景技术
运行检修工作是掌握电网设备运行情况、及时发现和处理设备缺陷的重要手段。《国家电网公司电力安全工作规程(电力线路部分)》明确规定：在部分停电的电气设备上工作或停电线路工作地段装接地线前，要先验电，验明设备或线路确无电压。验电器即是用来检测电力设备上是否存在电压的常用工具之一，通过验电器明确验证被检修设备上是否确无电压，再进行其他操作，以防出现带电装接地线(合接地刀闸)、误碰有电设备等恶性事故的发生。
中国专利200910060796.9“1000kv特高压交流非接触式验电方法及其验电器”中，验电基准值由数据处理模块以一定的频率进行数据采集此工作位置的电场强度得到，报警阈值由多次现场试验，根据电场的变化趋势合理选取得到，由于变电站和换流站内的带电设备多，带电设备之间的干扰较大，导致带电设备周围的合成场强复杂多变，验电时可能会有较大的干扰，所以该专利中基准值和报警阈值的取得容易受到外界干扰，准确性不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种特高压交流非接触测距式验电方法，采用比较测距值和验电值大小的方式来检测被测物体是否带电，用于特高压交流输变电线路工程中，测量输变电线路是否有电，起安全保护作用。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：特高压交流非接触测距式验电方法，分为自检、数据处理、比较和声光报警，其特征在于：还包括测距和检测阶段，自检通过后，将进行检测；检测采用平行板电容法感应原理来验电，以一定的频率进行数据采集验电器工作位置的电场强度，多次采集得到的值合理选取后作为报警阈值；然后测量验电器与导线之间的距离值，得出来的距离值根据空间电场的场强曲线和变化趋势得出相应的场强值，作为验电值；将报警阈值与验电值进行比较；通过声、光信号的报警来反映被测物体是否带电，该方法采用测距的方式来得到验电值，较之前的验电值取得方法来说更有效、更准确，精确度更高，可以有效检测出被测导线是否带电。
本发明的有益效果是：由于本发明是根据测量验电器与导线之间的距离以及根据空间电场的场强曲线和变化趋势来确定验电器的验电值来进行验电，较之以前的方法相比精确度更高，有效地检测出被测物体是否带电，解决了邻近被测设备的带电体对空间场强的干扰导致验电结果重复性差、准确度不高的难题。
本发明满足了我国交、交流特高压输电线路工程作业安全防护要求，填补了我国在特高压输变电设备安全工器具研究方法上的空白，适用于特高压输变电线路巡检。
附图说明
图1为本发明实施例的方法实施流程图。
图2为图1中检测部分的交流信号采集模块原理图。
图3为图1中检测部分的信号放大模块原理图。
图4为图1中检测部分的信号处理模块中整流电路原理图。
图5为模数转换电路与控制芯片的接口电路原理图。
图6是本发明实施例距离导线高度与验电值的对应图。
具体实施方案
以下结合附图对本发明特高压交流非接触测距式验电方法做进一步说明。
图1为本方法发明的流程图，特高压交流非接触测距式验电方法分为自检、检测、测距、数据处理、比较、声光报警六个阶段，首先要进行自检，检测系统是否能够正常工作，假如自检没有通的话，即立即取消验电工作，如果自检通过，将进行检测；检测采用平行板电容法来验电，得到验电器工作位置的电场值并存储作为报警阈值；测距用相应的激光测距仪对被测导线进行测距，测量验电器与导线之间的距离；得出来的距离值根据空间电场的场强曲线和变化趋势得出相应的场强值，作为验电值，再进行两个值的比较，如果验电值大于报警阈值，则说明被测物体带电，并进行声光报警；否则说明被测物体不带电，可继续对下一个被测物体进行测量。
图1中的检测部分，又可分为信号放大模块、信号处理模块和信号采集模块。
如图2所示，信号采集模块是根据电磁感应原理采集电压信号进行设计的；一个平行板电容和电阻并联，利用测电阻两端的电压得到平行板电容两端的电压即可计算得到验电器所处空间环境的电场强度。
检测部分的信号放大模块可用图3中的方法实现，如图3所示，它采用了对差分信号进行放大的运算放大电路以抑制共模干扰信号；图3中输入级一般是由BJT、JFET或MOSFET组成的差分式放大电路，利用它的对称特性可以提高整个电路的共模抑制比，它的两个输入端构成整个电路的反相输入端和同相输入端。电压放大级的主要作用是提高电压增益，它可由一级或多级放大电路组成。输出级一般由电压跟随器或互补电压跟随器所组成，以降低输出电阻，提高带负载能力。偏置电路是为各级提供合适的工作电流。此外还有一些辅助环节，如电平移动电路、过载保护电路以及高频补偿环节等。
信号处理模块由前级二阶滤波器、整流电路和后级二阶滤波器构成，前级滤波器用于削减高频干扰信号，后级滤波器用于纹波的过滤；整流是将交流信号转换成交流信号，可由精密整流电路实现。如图3所示，整流电路由两片运算放大器和外围的电阻、二极管组成：前一个运算放大器与相应电阻、二极管构成一个等比例放大电路；第二个运算放大器与前置信号组成一个加法电路，可以通过改变R14的值来改变整流电路的放大倍数。R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14的电阻值分别是：10K、10K、10K、20K、10K、10K、20K。
信号采集模块、数据处理、比较和声光报警可由模数转换芯片与单片机构成。信号采集模块可由单片机控制模数转换器来实现，以一定的频率进行采集，采集的频率可由模数转换芯片的采样速率来决定，任意一款精度达到系统要求的模数转换芯片都可以用来数据采集，采集的数据经过单片机进行数据处理并存储到单片机中，如图5所示；数据处理、比较和声光报警可由软件控制单片机实现，不需要其他的外围电路，系统对单片机的要求也不高，任何51内核或51以上内核的单片机都可以满足系统要求。
实施例：
交流输电导线下方不同距离X处有着不同的场强值，根据场强值不同验电器的报警阈值Y不同，因此根据某电压等级距离导线下方x米处的验电器采集的数值与报警阈值y比较大小来判断交流输电导线是否带电，其中x为距导线距离的一个范围，其大小根据电压等级的变化而变化(如500kV交流的x为18m～23m，报警阈值y为2.1(2.1为现场多次试验测量得到，不同场合下y的值有所不同，应视具体情况而定))。
验电过程
1、选取合适的工作点，尽量使周围带电设备数量最少，减少其他带电设备对验电器的干扰。
2、对验电器进行自检，自检通过后开始验电工作。
3、验电器在工作点测量距导线的距离d，若d在x的范围中，即18m＜d＜23m，验电器继续验电工作，若d不在x范围内，则停止验电工作，需要找到d满足x要求的工作点。
4、验电器采集工作点的验电值z，与之前设定的报警阈值y进行比较，若z＞y，则被测设备带电。
表1是现场实测数据：(距离导线高度与验电值对应的关系图如图6所示，即空间电场的场强曲线和变化趋势图)
500kV，导线带电。
表1
| 距离导线高度(m) | 验电值z | 报警阈值y |
| 18 | 3.12 | 2.1 |
| 19 | 2.89 | 2.1 |
| 20 | 2.76 | 2.1 |
| 21 | 2.61 | 2.1 |
| 22 | 2.49 | 2.1 |
| 23 | 2.36 | 2.1 |
Claims (1)
1.特高压交流非接触测距式验电方法，分为自检、数据处理、比较和声光报警，其特征在于：还包括测距和检测阶段，自检通过后，将进行检测；检测采用平行板电容法感应原理来验电，以一定的频率进行数据采集验电器工作位置的电场强度，多次采集得到的值合理选取后作为报警阈值；然后测量验电器与导线之间的距离值，得出来的距离值根据空间电场的场强曲线和变化趋势得出相应的场强值，作为验电值；将报警阈值与验电值进行比较；通过声、光信号的报警来反映被测物体是否带电。
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