一种数字式相位检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种适用于高低压设备及输电线路的数字式相位检测装置，该装置包括第一手持式电压相位测量装置、第二手持式电压相位测量装置和便携式接收装置；所述的第一手持式电压相位测量装置和第二手持式电压相位测量装置分别与便携式接收装置之间采用无线射频方式传递电压相位信息。可以同时测量高压不同高压输电线路对应相之间的电压相位，也可以同时测量6-35KV不同开关柜之间对应相的电压相位，以及400V以下不同低压电器对应相之间电压相位，也可以测量一个高压输电线路与一个低压电器间之间的电压相位。
【专利说明】一种数字式相位检测装置
【技术领域】 [0001] ：
[0002] 本实用新型属于电力检测领域，具体涉及一种数字式相位检测装置。
【背景技术】 [0003] ：
[0004] 目前国内对于高压开关柜核相试验基本局限于传统电压差式，该种方式对于两条 线路电压基本相同的情况下可以较准确地核对出相位，同相时电压差最小，一般认为接近 零值，异相时电压差值较大，但是当两条线路电压不同的情况下，即使同相时电压差值也比 较大，采用电压差式核相无法判断出是同相还是异相，尤其在实际应用中，电容式传感器电 容量不同耦合出的电压值不可能完全达到一致。
[0005] 实用新型内容：
[0006] 本实用新型的目的是提供了一种适用于高低压设备及输电线路的数字式相位检 测装置，主要利用输电导线导体与线路板覆铜板构成电容效应，作为获取输电线路电压信 号的电容传感器，利用电场耦合原理，当线路板靠近带高压电的输电线路导体时，线路板与 输电导体构成的电容两端就会耦合出较高的电压差，为非接触利用电场耦合原理获取高压 输电线路电压信号提供一种新方法，并利用稳压二极管获得与输电线路电压同频，同相位 的电压方波信号，并借助ASK调制电路和无线发送模块实现了实时传送电压相位信号信 息，并保证了高压输电线路电压相位测量精度，为了防止测量传感器接近高压输电线路时， 高电压击穿发射模块等电子器件，利用圆形均压罩罩在电子器件周围，且均压罩与线路板 覆铜板层可靠接触，进而对高低压设备之间进行核相试验，保障电力系统的安全运行的装 置。
[0007] 为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案为：一种适用于高低压设备及 输电线路的数字式相位检测装置，包括一种数字式相位检测装置，包括第一手持式电压相 位测量装置、第二手持式电压相位测量装置和便携式接收装置；所述的第一手持式电压相 位测量装置和第二手持式电压相位测量装置分别与便携式接收装置之间采用无线射频方 式传递电压相位信息。
[0008] 进一步，所述的第一手持式电压相位测量装置和第二手持式电压相位测量装置均 由绝缘杆和测量传感器组成；所述的绝缘杆采用螺纹连接固定在测量传感器的外壳上。
[0009] 进一步，所述的测量传感器包括金属导电杆、金属导电杆固定座、线路板、指示灯、 电池、自检按钮、绝缘杆连接件、高压线路电压方波整形电路、50Hz振荡电路、ASK调制电 路、弹簧、无线发射电路、积分电路、比较电路、塑料外壳及圆形均压罩；金属导电杆用螺纹 固定在金属导电杆固定座上，金属导电杆固定座固定在线路板上，且与高压线路电压方波 整形电路的上端连接，高压线路电压方波整形电路的下端与线路板上的覆铜地端连接，高 压线路电压方波整形电路的输出端分别与ASK调制电路的DATA端连接及积分电路的输入 端连接，积分电路的输出端与比较电路的输入端连接，当积分电路的输出端电压值高于某 一设定值时通过比较电路自动开启测量电路，实现在高压环境下自动完成测试性能自检， 比较电路的输出端分别与无线发射电路的控制端及指示灯连接；ASK调制电路的OUT端与 无线发射电路的输入端连接，绝缘杆通过绝缘杆连接件固定在塑料外壳上，圆形均压罩放 在塑料外壳内层，且圆形均压罩内侧通过弹簧与线路板地连接，弹簧焊接在线路板上且与 线路板地端连接。
[0010] 进一步，金属导电杆固定座的材料为铜质材料，电池为9V碱性电池或9V可充电锂 电池。
[0011] 进一步，所述的ASK调制电路包括三极管D、晶振、电容Cl、电容C2、电容C3、电阻 Rl、电阻R2、电阻R3、电感L，晶振为声表面谐振器，振荡频率为433MHz或315MHz。
[0012] 进一步，第一手持式电压相位测量装置与便携式接收装置之间无线通信发射频 率为433MHz，第二手持式电压相位测量装置与便携式接收装置之间无线通信发射频率为 315MHz。
[0013] 进一步，便携式接收装置包括第一测试线、测试接地线、第二测试线和接收装置本 体；第一测试线、测试接地线、第二测试线通过插孔与接收装置本体连接；第一测试线、第 二测试线两端均为带弹簧拔插端子，测试接地线一端为带弹簧拔插端子，另一端为鳄鱼夹。
[0014] 进一步，接收装置本体包括第一无线接收模块、第一解调电路、第二无线接收模 块、第二解调电路、第一测试线插孔、测试接地线插孔、第二测试线插孔、第一信号处理电 路、第二信号处理电路、频率和相位处理电路、微处理器电路、显示电路、存储电路、时钟电 路、按键电路、接口电路、电源电路；第一无线接收模块的输出端与第一解调电路的输入端 连接；第二无线接收模块的输出端与第二解调电路的输入端连接；第一测试线插孔的输出 端和测试接地线插孔的输出端同时与第一信号处理电路的输入端连接；第二测试线插孔 的输出端和测试接地线插孔的输出端同时与第二信号处理电路的输入端连接；第一解调电 路、第二解调电路、第一信号处理电路、第二信号处理电路的输出端分别与频率和相位处理 电路的输入端连接；频率和相位处理电路的输出端与微处理器电路的数据采集端连接；电 源电路的输出端与频率和相位处理电路、微处理器电路的电源端连接；显示电路、存储电 路、时钟电路、按键电路、接口电路分别与微处理器电路对应接口连接。
[0015] 进一步，所述的第一测试线、测试接地线、第二测试线均为耐高压硅橡胶导线。
[0016] 本实用新型产生的有益效果是：
[0017] (1)本实用新型通过利用输电导线导体与线路板覆铜板构成电容效应，作为获取 输电线路电压信号的电容传感器，利用电场耦合原理，当线路板靠近带高压电的输电线路 导体时，线路板与输电导体构成的电容两端就会耦合出较高的电压差，为非接触利用电场 耦合原理获取高压输电线路电压信号提供一种新方法，并利用稳压二极管获得与输电线路 电压同频，同相位的电压方波信号，并借助ASK调制电路和无线发送模块实现了实时传送 电压相位信号信息，保证了高压输电线路电压相位测量精度。
[0018] (2)为了防止测量传感器接近高压输电线路时，高电压击穿发射模块等电子器件， 利用圆形均压罩罩在电子器件周围，且均压罩与线路板覆铜板层可靠接触。
[0019] (3)可以同时测量高压不同高压输电线路对应相之间的电压相位，也可以同时测 量6-35KV不同开关柜之间对应相的电压相位，以及400V以下不同低压电器对应相之间电 压相位，也可以测量一个高压输电线路与一个低压电器间之间的电压相位，相位的判断是 采用相位差法判断相位，只要满足相位差小于10°就是同相，相位差大于30°就是异相， 同时可以测量三相高低压线路之间的相序关系及输电线路电压的工作频率。
【专利附图】
【附图说明】 [0020] ：
[0021] 图1为本实用新型中手持式电压相位测量装置的结构示意图；
[0022] 图2为本实用新型中便携式接收装置的结构示意图；
[0023] 图3为本实用新型中测量传感器的结构示意图；
[0024] 图4为本实用新型中接收装置本体的结构示意图；
[0025] 图5为本实用新型中高压线路电压方波整形电路工作原理图；
[0026] 图6为本实用新型中ASK调制电路的电路图。
【具体实施方式】 [0027] ：
[0028] 下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0029] 如图1所示，一种数字式相位检测装置包括第一手持式电压相位测量装置1、第二 手持式电压相位测量装置2和便携式接收装置5。其中手持式电压相位测量装置由下端的 绝缘杆4和与绝缘杆连接的测量传感器3组成，绝缘杆4通过螺纹连接固定在测量传感器 3的外壳上。
[0030] 如图2所示，便携式接收装置5由第一测试线6、测试接地线7、第二测试线8和接 收装置本体9组成，第一测试线6、测试接地线7和第二测试线8通过插孔与接收装置本体 9连接；第一测试线6、第二测试线8两端均为带弹簧拔插端子，测试接地线7 -端为带弹簧 拔插端子，另一端为鳄鱼夹。
[0031] 第一手持式电压相位测量装置1和第二手持式电压相位测量装置2分别与便携式 接收装置5之间采用无线射频方式传递电压相位信息，第一手持式电压相位测量装置1与 便携式接收装置5之间无线通信发射频率为433MHz，第二手持式电压相位测量装置2与便 携式接收装置5之间无线通信发射频率为315MHz。
[0032] 如图3所示，手持式电压相位测量装置中的测量传感器3包括绝缘杆连接件10、塑 料外壳11、圆形均压罩12、弹簧13、线路板14、金属导电杆15、金属导电杆固定座16、高压 线路电压方波整形电路17、电池18、50Hz振荡电路19、自检按钮20、ASK调制电路21、积分 电路22、无线发射电路23、比较电路24及指示灯25 ;金属导电杆15用螺纹固定在金属导电 杆固定座16上，金属导电杆固定座16固定在线路板14上，且与高压线路电压方波整形电 路17的上端连接，高压线路电压方波整形电路17的下端与线路板14上的覆铜地端连接， 高压线路电压方波整形电路17的输出端分别与ASK调制电路21的DATA端连接及积分电路 22的输入端连接，积分电路22的输出端与比较电路24的输入端连接，当积分电路22的输 出端电压值高于某一设定值时通过比较电路24自动开启测量电路，实现在高压环境下自 动完成测试性能自检，比较电路24的输出端分别与无线发射电路23的控制端及指示灯25 连接；ASK调制电路21的OUT端与无线发射电路23的输入端连接，绝缘杆4通过绝缘杆连 接件10固定在塑料外壳11上，圆形均压罩12放在塑料外壳11内层，且圆形均压罩12内 侧通过弹簧13与线路板14地连接，弹簧13焊接在线路板14上且与线路板地端连接。圆 形均压罩12主要防止线路板尖端器件放电，起到均压作用防止高电压放电保护电子器件。 电池18分别为50Hz振荡电路19、ASK调制电路21、无线发射电路23、积分电路22、比较电 路24提供电源。50Hz振荡电路19的输出端与自检按钮20的输入端连接，自检按钮20的 输出端与无线发射电路23的控制端连接。自检按钮20起到在低电压时对测量传感器通信 性能进行自检；指示灯25用于指示是否处于工作状态；圆形均压罩12的材料为铜质材料； 金属导电杆固定座16的材料为铜质材料；电池18为9V碱性电池或9V可充电锂电池。
[0033] 如图4所示，接收装置本体9主要包括第一无线接收模块26、第一解调电路31、第 二无线接收模块27、第二解调电路32、第一测试线插孔28、测试接地线插孔29、第二测试线 插孔30、第一信号处理电路33、第二信号处理电路34、频率和相位处理电路35、微处理器电 路36、显示电路37、存储电路38、时钟电路39、按键电路40、接口电路41和电源电路42。第 一无线接收模块26的输出端与第一解调电路31的输入端连接；第二无线接收模块27的输 出端与第二解调电路32的输入端连接；第一测试线插孔28的输出端和测试接地线插孔29 的输出端同时与第一信号处理电路33的输入端连接；第二测试线插孔30的输出端和测试 接地线插孔29的输出端同时与第二信号处理电路34的输入端连接；第一解调电路31、第 二解调电路32、第一信号处理电路33、第二信号处理电路34的输出端分别与频率和相位处 理电路35的输入端连接；频率和相位处理电路35的输出端与微处理器电路36的数据采集 端连接；电源电路42的输出端与频率和相位处理电路35、微处理器电路36的电源端连接； 显示电路37、存储电路38、时钟电路39、按键电路40、接口电路41分别与微处理器电路36 对应接口连接；接口电路41输出端通过RS232接口可以与计算机连接，导出处一种适用于 高低压设备及输电线路的数字式相位检测装置存储的数据。
[0034] 如图5所示，当测量传感器3与输电线路接触或靠近一定距离时，输电导线与线路 板14之间构成一个电容，当输电线路通有高压电时，就会在电容两端会耦合出较高的电压 差，电压差的高低与输电线路电压有直接关系，输电线路电压等级越高，则电容两端耦合出 的电压差也越高，同时也与输电导线与线路板14之间距离有直接关系，距离越近，则电容 两端电压差也越高；将电容两端接在限流电阻R和稳压管DW串联连接的两端，通过限流电 阻R、稳压管DW就可获得方波信号，为了防止过高电压击穿稳压管DW，在电容两端并联一个 放电管DF ;限流电阻R和稳压管DW之间串联连接，限流电阻R功率为1W，阻值为100KQ金 属膜电阻，稳压管DW功率为1W，稳压值为9V ;放电管DF的标称电压值为60V。
[0035] 如图6所示，ASK调制电路21主要包括三极管D、晶振43、电容Cb、电 容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电感Ll ;晶振为声表面谐振器，振荡频 率为433MHz或315MHz ;电容C1，电容C2和电感L构成考毕兹振荡器，其振荡频率
【权利要求】
1. 一种数字式相位检测装置，其特征在于：包括第一手持式电压相位测量装置、第二 手持式电压相位测量装置和便携式接收装置；所述的第一手持式电压相位测量装置和第二 手持式电压相位测量装置分别与便携式接收装置之间采用无线射频方式传递电压相位信 肩、。
2. 根据权利要求1所述的一种数字式相位检测装置，其特征在于：所述的第一手持式 电压相位测量装置和第二手持式电压相位测量装置均由绝缘杆和测量传感器组成；所述的 绝缘杆采用螺纹连接固定在测量传感器的外壳上。
3. 根据权利要求2所述的一种数字式相位检测装置，其特征在于：所述的测量传感器 包括金属导电杆、金属导电杆固定座、线路板、指示灯、电池、自检按钮、绝缘杆连接件、高压 线路电压方波整形电路、50Hz振荡电路、ASK调制电路、弹簧、无线发射电路、积分电路、t匕 较电路、塑料外壳及圆形均压罩；金属导电杆用螺纹固定在金属导电杆固定座上，金属导电 杆固定座固定在线路板上，且与高压线路电压方波整形电路的上端连接，高压线路电压方 波整形电路的下端与线路板上的覆铜地端连接，高压线路电压方波整形电路的输出端分别 与ASK调制电路的DATA端连接及积分电路的输入端连接，积分电路的输出端与比较电路的 输入端连接，当积分电路的输出端电压值高于某一设定值时通过比较电路自动开启测量电 路，实现在高压环境下自动完成测试性能自检，比较电路的输出端分别与无线发射电路的 控制端及指示灯连接；ASK调制电路的OUT端与无线发射电路的输入端连接，绝缘杆通过绝 缘杆连接件固定在塑料外壳上，圆形均压罩放在塑料外壳内层，且圆形均压罩内侧通过弹 簧与线路板地连接，弹簧焊接在线路板上且与线路板地端连接。
4. 根据权利要求3所述的一种数字式相位检测装置，其特征在于：金属导电杆固定座 的材料为铜质材料，电池为9V碱性电池或9V可充电锂电池。
5. 根据权利要求3所述的一种数字式相位检测装置，其特征在于：所述的ASK调制电 路包括三极管D、晶振、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电感L，晶振为 声表面谐振器，振荡频率为433MHz或315MHz。
6. 根据权利要求1所述的一种数字式相位检测装置，其特征在于：第一手持式电压相 位测量装置与便携式接收装置之间无线通信发射频率为433MHz，第二手持式电压相位测量 装置与便携式接收装置之间无线通信发射频率为315MHz。
7. 根据权利要求1所述的一种数字式相位检测装置，其特征在于：便携式接收装置包 括第一测试线、测试接地线、第二测试线和接收装置本体；第一测试线、测试接地线、第二测 试线通过插孔与接收装置本体连接；第一测试线、第二测试线两端均为带弹簧拔插端子，测 试接地线一端为带弹簧拔插端子，另一端为鳄鱼夹。
8. 根据权利要求7所述的一种数字式相位检测装置，其特征在于：接收装置本体包括 第一无线接收模块、第一解调电路、第二无线接收模块、第二解调电路、第一测试线插孔、测 试接地线插孔、第二测试线插孔、第一信号处理电路、第二信号处理电路、频率和相位处理 电路、微处理器电路、显示电路、存储电路、时钟电路、按键电路、接口电路、电源电路；第一 无线接收模块的输出端与第一解调电路的输入端连接；第二无线接收模块的输出端与第二 解调电路的输入端连接；第一测试线插孔的输出端和测试接地线插孔的输出端同时与第一 信号处理电路的输入端连接；第二测试线插孔的输出端和测试接地线插孔的输出端同时与 第二信号处理电路的输入端连接；第一解调电路、第二解调电路、第一信号处理电路、第二 信号处理电路的输出端分别与频率和相位处理电路的输入端连接；频率和相位处理电路的 输出端与微处理器电路的数据采集端连接；电源电路的输出端与频率和相位处理电路、微 处理器电路的电源端连接；显示电路、存储电路、时钟电路、按键电路、接口电路分别与微处 理器电路对应接口连接。
9.根据权利要求7所述的一种数字式相位检测装置，其特征在于：所述的第一测试线、 测试接地线、第二测试线均为耐高压硅橡胶导线。
【文档编号】G01R25/00GK204142836SQ201420658575
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年11月6日
【发明者】刘伟, 曹海军, 梁君德, 梁凯, 张回力, 张学坤, 李涛, 李梅 申请人:国网河南省电力公司商丘供电公司