一种用于电力检修作业的无接触式验电器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开的一种用于电力检修作业的无接触式验电器，包括单片机控制模块，单片机控制模块上分别连接有电场信号采集与处理模块、温度测量与控制模块、探头通信模块、声光报警模块、显示模块及电源模块。本实用新型用于电力检修作业的无接触式验电器，不直接与高压线接触，不需要操作长的绝缘杆，可以减少检修人员验电作业时的工作量，提高工作效率，保障检修人员的人身安全，也有利于保证高压电力网络的安全可靠运行；采用的是数字集成电路，具有体积小，重量轻，功耗小，工作性能稳定可靠，便于携带等特点，是电工特种作业人员的一种极为有效的电力安全作业工具。
【专利说明】—种用于电力检修作业的无接触式验电器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于高电压检测【技术领域】，具体涉及一种用于电力检修作业的无接触式验电器。
【背景技术】
[0002]在电力系统高压线路的停电检修时，必须遵循停电、验电、挂接地线，然后开始操作的规定。高压输电线路和高压设备的验电操作必须通过高压验电器来完成。目前市面上的验电器基本都是接触式验电器，这类验电器都必须与高压输电线路或变电设备直接接触，并带有长绝缘杆。根据现场操作人员的经验，随着电压等级的升高，要求安全距离越大，绝缘杆就越长，特别是在高空验电时，操作人员在上下塔及电力作业过程中容易发生磕碰造成验电工具损坏，在塔上或大风环境下也容易发生安全事故，存在使用不方便、验电距离小、不便于携带、灵敏度不够好等不足，在有些场合还存在使用场地限制、抗干扰性与灵敏度差、信号传输不稳定等缺点，并且传统接触式验电器只适用于现场测量，测量结果只能以颜色、声音等表现出来，不能或者说是不方便数据通过传输线进行传输，或者说不能以数字方式传输与显示测量结果，无法实现远程操作与远距离监控。因此，传统的带有长绝缘杆的接触式验电器已经越来越难以满足电力行业发展的要求，而新型的无接触的验电器的产生也就呼应了市场的需求。非接触式高压验电器是一种新型的验电器，目前还处于研发和试验阶段，市场上几乎没有合适的产品。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是提供一种用于电力检修作业的无接触式验电器，解决了现有接触式验电器存在的使用不方便、验电距离小、不便于携带、灵敏度不够好、使用场地限制、信号传输不稳定的问题。
[0004]本实用新型所采用的技术方案是，一种用于电力检修作业的无接触式验电器，包括单片机控制模块，单片机控制模块上分别连接有电场信号采集与处理模块、温度测量与控制模块、探头通信模块、声光报警模块、显示模块及电源模块。
[0005]本实用新型的特点还在于，
[0006]其中的单片机控制模块采用C8051R)20单片机。
[0007]其中的电场信号采集与处理模块包括依次连接的电场信号采集与放大电路、双T选频网络及整流滤波电路，双T选频网络上还连接有50Hz/60Hz自检信号产生电路。
[0008]其中的温度测量与控制模块采用DS18B20数字温度传感器。
[0009]其中的显示模块采用128*64点阵汉字图形型液晶显示器。
[0010]其中的探头通信模块包括依次连接的工频电场探头、光电转换器及通信接口电路。
[0011]本实用新型的有益效果是，不直接与高压线接触，不需要操作长的绝缘杆，可以减少检修人员验电作业时的工作量，提高工作效率，保障检修人员的人身安全，也有利于保证高压电力网络的安全可靠运行；采用的是数字集成电路，具有体积小，重量轻，功耗小，工作性能稳定可靠，便于携带等特点，是电工特种作业人员的一种极为有效的电力安全作业工具。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型用于电力检修作业的无接触式验电器的结构示意图；
[0013]图2是本实用新型验电器中电场信号采集与处理模块方框图；
[0014]图3是本实用新型验电器中电场信号采集与放大电路原理图；
[0015]图4是本实用新型验电器中50Hz/60Hz自检信号产生电路原理图；
[0016]图5是本实用新型验电器中温度测量与控制模块原理图；
[0017]图6是本实用新型验电器中声光报警模块原理图；
[0018]图7是本实用新型验电器中显示模块原理图；
[0019]图8是本实用新型验电器中探头通信模块方框图；
[0020]图9是整体程序框架图；
[0021]图10是单片机主程序流程图。
[0022]图中，1.单片机控制模块，2.电场信号采集与处理模块，3.温度测量与控制模块，
4.探头通信模块，5.声光报警模块，6.显示模块，7.电源模块，8.电场信号采集与放大电路，9.双T选频网络，10.50Hz/60Hz自检信号产生电路，11.整流滤波电路，12.温度传感器，13.液晶显示器，14.工频电场探头，15.光电转换器，16.通信接口电路。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0024]本实用新型用于电力检修作业的无接触式验电器的结构，如图1所示，包括单片机控制模块1，单片机控制模块I上分别连接有电场信号采集与处理模块2、温度测量与控制模块3、探头通信模块4、声光报警模块5、显示模块6及电源模块7。
[0025]电场信号采集与传输模块2完成感应电场信号的采集，读取输电线附近的电场信号，经过50Hz/60Hz选频电路和整流滤波电路后，再进行模数转换，将其转换成相应的电平信号，进入单片机控制模块1，在C8051F020内部进行数据存储与阀值比较，并通过显示模块6显示测量结果，超出阀值则系统触发声光报警模块5进行声光报警提示。探头通信模块4用于外部扩展，可实现远距离的精确测量。温度测量与控制模块3实现装置的温度检测功能，是在装置的电池模块温度过低时实现系统自动加温，以保证验电器在低温情况下仍能正常工作。C8051R)20单片机是以MCS51系列单片机为内核的3.3V低功耗、高速单片机，其外设或功能部件包括了模拟多路选择器、可编程的增益放大器、ADC、DAC、电压比较器、温度传感器、电压基准、UART, SP1、SMBbus/I2C、可编程计数器/定时器阵列(PCA)、数字I/O端口、定时器、电源监视器、时钟振荡器和看门狗(WDT)等。同时内置256字节的内部RAM和4KB片上RAM，以及64K FLASH程序存储器。由于采用了高性能的微控制器，省掉了大量的外围器件，如外部RAM、ROM存储器等，可大大简化硬件结构，提高了系统的可靠性。
[0026]如图2所示，电场信号采集与处理模块2包括依次连接的电场信号采集与放大电路8、双T选频网络9及整流滤波电路11，双T选频网络9上还连接有50Hz/60Hz自检信号产生电路10。
[0027]图3是电场信号采集与放大电路8原理图，其利用了场效应管的基本特性，即场效应管为电压控制器件，其是利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件，利用NMOS管的感应电荷变化产生的电流来检测高压输电线路和高压电力设备电场强度。场效应管工作在非饱和区时，漏极-源极电流的变化量Λ Ids与被测电场E成正比；而在饱和区，只有在测量电场较小时，漏极-源极电流的变化量△ Ids与被测电场E近似成正比；当测量电场较大时，漏极-源极电流的变化量AIds与被测电场E成严重的非线性关系。M为电荷感应片。
[0028]图4是50Ηζ/60Ηζ自检信号产生电路10原理图。由于本实用新型只能是对电网电场(50Hz 土 5Hz/60Hz 土 5Hz )敏感，所以自检电路实际上是一个与架空输电线辐射场频率相同、用于产生50Hz/60Hz的低频正弦波信号，电路由两级共射放大电路构成，其中RC桥式正弦波产生电路以RC串并联网络为选频网络和正反馈网络，以电压串联负反馈放大电路为放大环节，具有振荡频率稳定，带负载能力强，输出电压失真小等特点。通过合理设置电路选频网络的R和C的数值，使自检信号产生电路输出50Hz/60Hz的正弦波信号，输出正弦
波信号的频率为
【权利要求】
1.一种用于电力检修作业的无接触式验电器，其特征在于，包括单片机控制模块(1)，单片机控制模块(I)上分别连接有电场信号采集与处理模块(2)、温度测量与控制模块(3 )、探头通信模块(4 )、声光报警模块(5 )、显示模块(6 )及电源模块(7 )。
2.根据权利要求1所述的用于电力检修作业的无接触式验电器，其特征在于，所述的单片机控制模块(I)采用C8051R)20单片机。
3.根据权利要求1所述的用于电力检修作业的无接触式验电器，其特征在于，所述的电场信号采集与处理模块(2)包括依次连接的电场信号采集与放大电路(8)、双T选频网络(9 )及整流滤波电路(11)，双T选频网络(9 )上还连接有50Hz/60Hz自检信号产生电路(10)。
4.根据权利要求1所述的用于电力检修作业的无接触式验电器，其特征在于，所述的温度测量与控制模块(3)采用DS18B20数字温度传感器(12)。
5.根据权利要求1所述的用于电力检修作业的无接触式验电器，其特征在于，所述的显示模块(6)采用128*64点阵汉字图形型液晶显示器(13)。
6.根据权利要求1所述的用于电力检修作业的无接触式验电器，其特征在于，所述的探头通信模块(4)包括依次连接的工频电场探头(14)、光电转换器(15)及通信接口电路(16)。
【文档编号】G01R19/155GK203385784SQ201320343670
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年6月14日 优先权日:2013年6月14日
【发明者】刘家军, 王月爱, 李文玲, 安源, 金雅婷 申请人:西安理工大学