便携式10kV配变档位带电校核装置的制作方法

本发明涉及10kv配变校核技术领域，尤其涉及便携式10kv配变档位带电校核装置。

背景技术：

目前10kv配电网运行过程中，为保证线路末端电压满足要求，往往需要对10kv配电变压器进行停电校核，以此来实现配变档位的调整，从而保证10kv配电变压器的整体性能均保持在10kv标准上。

传统的针对10kv配电变压器档位调整是通过停电之后的人工操作校核完成的。考虑到工作人员的安全，调整档位之前必须做好断电措施，在全部断开低压侧负荷之后，拉开高压侧跌落保险，打开档位盖与定位销，开始进行校核并分析结果，最后完成档位调整。由于需要停电操作，且校核较复杂、过程繁琐、停电时间较长，并且由于是人工操作，因此调整容易出现相应的误差。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供便携式10kv配变档位带电校核装置，以通过带电校核实现快速、精准的完成对10kv配电变压器的校核为目的。为此，本发明采取以下技术方案。

便携式10kv配变档位带电校核装置，包括可拆装的绝缘杆、高压检测仪、低压二次电流钳和便携式配变档位校验仪，所述的高压检测仪连接绝缘杆的上端通过举升连接高压导线用于测量10kv变压器高压侧电流，低压二次电流钳连接用户侧低压导线用于测量低压电流，所述的高压检测仪通过无线方式实现与便携式配变档位校验仪的连接以传递数据，所述的低压二次电流钳有线连接便携式配变档位校验仪以传递数据，所述的高压检测仪包括设于上部的高压电流钳头和设于高压电流钳头下端的检测仪本体，所述的高压电流钳头包括与检测仪本体上端固定连接的钳座，钳座的中间设有横向为长轴方向的半椭圆弧钳槽，钳座的左右两侧上端各设有一个钳爪，钳座与钳爪之间设有扭簧，2个钳爪在扭簧的受力下默认处于闭合状态，钳爪的内侧下部为圆弧形，钳爪的上部内侧为椭圆弧形状曲线，该椭圆弧曲线的短半轴弧线位于下端。在对高压电流进行检测时，工作人员手持绝缘杆，将高压检测仪与绝缘杆顶端相连，通过按压或退拔绝缘杆能方便钳夹或撤离被测导线，无需停电操作，并迅速及时的将检测到的电流信息反馈到便携式配变档位校验仪，供工作人员校核，从而简单、快速、精准的完成对10kv配电变压器的校核，为配变档位调整提供依据；高压电流检测结果通过无线数据传输的方式发送到便携式配变档位校验仪并存储，方便工作人员及时查看并根据高低压电流的检测结果作出档位调整决定。钳座的中间的半椭圆弧和钳爪内侧下部的圆弧轮廓能在竖向对导线有一定的压紧作用，能够使钳爪很好的卡住导线，钳爪上部内侧的椭圆弧形状在操作人员按压或退拔绝缘杆能方便的实现钳爪与被测导线之间的相对滑动，使钳爪打开或关闭。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。

作为优选技术手段：

所述的绝缘杆与高压检测仪之间通过插接式快接头连接。插接式快接头，连接方便快捷。

所述的绝缘杆包括多根杆节，每两个杆节之间通过插接式快接头连接，快接头的规格与高压检测仪连接的规格相同。可以根据导线的高度方便的增加或减少杆节。

所述的检测仪本体包括分压电容、电压测量模块和无线传输模组，分压电容与电压测量模块连接，电压测量模块与无线传输模组连接。实现高压测量并通过无线传输方式把数据传送到便携式配变档位校验仪。

所述的电压测量模块设有同时采用高压臂电阻和低压臂电阻的电阻分压结构，高压臂电阻为10kv高压电阻器，低压臂电阻为1kv高压电阻。任意一只分压电阻测量臂均满足10kv等级的绝缘耐压要求，测量过程中，即使其中一只电阻击穿，整个高压测量装置仍然可以满足10kv系统的绝缘要求，保证不引起相间短路。

所述的便携式配变档位校验仪设有单片机控制电路，所述的单片机控制电路包括mcu微控制器和与mcu微控制器连接的cpld可编程逻辑控制器，cpld可编程逻辑控制器通过继电器驱动模块分别与衰减放大器和联结组别相序切换模块连接，所述的低压二次电流钳连接到联结组别相序切换模块，联结组别相序切换模块与被测试变压器连接。通过单片机控制电路实现控制和驱动；测量变压器变压比时，变压器原边是三相正弦电压，在被测变压器原边输入22ov的电压，并采集副边输出电压，将原边和副边电压量均转化为数字量后，传于单片机进行处理，即可计算得出待测变压器的变压比。

所述的低压二次电流钳连接分压电阻，分压电阻连接到电流互感器，衰减放大器和电流互感器各自通过放大跟随器与a/d转换器连接，所述的a/d转换器连接到mcu微控制器。实现信号的采集和模数转换，并把数字信号传递给mcu。

所述的cpld可编程逻辑控制器连接有键盘，所述的mcu微控制器通过串行通信接口连接到pc上位机，mcu微控制器连接有lcd显示器。实现数据与上位机的通信传输，实现交互控制。

所述的低压二次电流钳采用通过ct技术及磁性屏蔽技术制造的合金材料。几乎不受外界磁场的影响，确保了常年无间断监测的高精度、高稳定性、高可靠性。

联结组别相序切换模块的工作方法如下：

1）当y/y、△/△联结时，如果测试ab/ab电压，则继电器d0、d1、dz、d3都不动作；如果测试bc/bc电压，则继电器d3动作，其余不动作；如果测试ca/ca电压，则d2、d3动作，d0、d1不动作；

2）当y/△，联结时，如果测试ab/ab电压，则继电器d0动作，其余dl、d2、d3都不动作，此时bc短路；如果测试bc/bc电压，则继电器d0、d3动作，其余dl、dz不动作，此时ac短路;如果测试ca/ca电压，则do、dz、d3动作，dl不动作，此时ab短路；

3）当△/y联结时，如果测试ab/ab电压，则继电器dl动作，其余d0、d2、d3都不动作，此时ac短路；如果测试bc/bc电压，则继电器dl、d3动作，其余d0、d2不动作，此时ab短路；如果测试ca/ca电压，则dl、dz、d3动作，do不动作，此时bc短路；

具体如下表：

有益效果：1、在对高压电流进行检测时，工作人员手持绝缘杆，将高压检测仪与绝缘杆顶端相连，通过按压或退拔绝缘杆能方便钳夹或撤离被测导线，无需停电操作，并迅速及时的将检测到的电流信息反馈到便携式配变档位校验仪，供工作人员校核，从而简单、快速、精准的完成对10kv配电变压器的校核，为配变档位调整提供依据。

2、高压电流检测结果通过无线数据传输的方式发送到便携式配变档位校验仪并存储，方便工作人员及时查看并根据高低压电流的检测结果作出档位调整决定，无线传输方式安全可靠，不会由于高压检测仪出现漏电问题而对工作人员和便携式配变档位校验仪造成伤害，安全可靠。

3、钳座中间的半椭圆弧和钳爪内侧下部的圆弧轮廓能在竖向对导线有一定的压紧作用，能够使钳爪很好的卡住导线，钳爪上部内侧的椭圆弧形状在操作人员按压或退拔绝缘杆时便于钳爪与被测导线之间的相对滑动，使钳爪打开或关闭。

4、插接式快接头，连接方便快捷，可以根据导线的高度方便的增加或减少杆节。

5、同时采用高压臂电阻和低压臂电阻的电阻分压结构，任意一只分压电阻测量臂均满足10kv等级的绝缘耐压要求，测量过程中，即使其中一只电阻击穿，整个高压测量装置仍然可以满足10kv系统的绝缘要求，保证不引起相间短路。

6、低压二次电流钳采用通过ct技术及磁性屏蔽技术制造的合金材料，几乎不受外界磁场的影响，确保了常年无间断监测的高精度、高稳定性、高可靠性。

附图说明

图1是本发明高压和低压检测示意图。

图2是本发明高压检测仪结构示意图。

图3是本发明使用原理图。

图4是本发明高压检测仪导线挂线过程示意图。

图5是本发明模块连接示意图。

图6是本发明联结组别相序切换电路示意图。

图7是本发明a/d信号采集转换原理图。

图8是本发明的max194工作原理图。

图9是本发明带二进制权值的电容阵列示意图。

图10是本发明系统主程序流程图。

图11是本发明外部xint2中断服务程序流程图。

图1-4中：1-高压检测仪；2-绝缘杆；3-便携式配变档位校验仪；4-变压器；5-低压二次电流钳；6-导线；101-检测仪本体；102-钳座；103-钳爪；104-快接头；105-钳槽；106-椭圆弧曲线。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

如图1-3所示，便携式10kv配变档位带电校核装置，包括可拆装的绝缘杆2、高压检测仪1、低压二次电流钳5和便携式配变档位校验仪3，高压检测仪1连接绝缘杆2的上端通过举升连接高压导线6用于测量10kv变压器410kv高压侧高压导线6电流，低压二次电流钳5连接用户0.4kv侧低压导线用于测量低压电流，高压检测仪1通过无线方式实现与便携式配变档位校验仪3的连接以传递数据，低压二次电流钳5有线连接便携式配变档位校验仪3以传递数据，高压检测仪1包括设于上部的高压电流钳头和设于高压电流钳头下端的检测仪本体101，高压电流钳头包括与检测仪本体101上端固定连接的钳座102，钳座102的中间设有横向为长轴方向的半椭圆弧钳槽105，钳座102的左右两侧上端各设有一个钳爪103，钳座102与钳爪103之间设有扭簧，2个钳爪103在扭簧的受力下默认处于闭合状态，钳爪103的内侧下部为圆弧形，钳爪103的上部内侧为椭圆弧形状曲线，该椭圆弧曲线106的短半轴弧线位于下端。

为了实现快速连接，绝缘杆2与高压检测仪1之间通过插接式快接头104连接。插接式快接头104，连接方便快捷。

为了便于连接高压导线6，绝缘杆2包括5根杆节，可用于60kv以下的具有绝缘外皮的线路或35kv以下裸导线高低压线路电流测量，每两个杆节之间通过插接式快接头104连接，快接头104的规格与高压检测仪1连接的规格相同。可以根据导线的高度方便的增加或减少杆节。

为了实现测量与数据传输，检测仪本体101包括分压电容、电压测量模块和无线传输模组，分压电容与电压测量模块连接，电压测量模块与无线传输模组连接。实现高压测量并通过无线传输方式把数据传送到便携式配变档位校验仪3。

为了保证不引起相间短路，电压测量模块设有同时采用高压臂电阻和低压臂电阻的电阻分压结构，高压臂电阻为10kv高压电阻器，低压臂电阻为1kv高压电阻。任意一只分压电阻测量臂均满足10kv等级的绝缘耐压要求，测量过程中，即使其中一只电阻击穿，整个高压测量装置仍然可以满足10kv系统的绝缘要求，保证不引起相间短路。

如图5所示，为了实现控制和计算变压比，便携式配变档位校验仪3设有单片机控制电路，单片机控制电路包括mcu微控制器和与mcu微控制器连接的cpld可编程逻辑控制器，cpld可编程逻辑控制器通过继电器驱动模块分别与衰减放大器和联结组别相序切换模块连接，低压二次电流钳5连接到联结组别相序切换模块，联结组别相序切换模块与被测试变压器4连接。通过单片机控制电路实现控制和驱动；测量变压器4变压比时，变压器4原边是三相正弦电压，在被测变压器4原边输入22ov的电压，并采集副边输出电压，将原边和副边电压量均转化为数字量后，传于单片机进行处理，即可计算得出待测变压器4的变压比。

为了实现信号的模数转换，低压二次电流钳5连接分压电阻，分压电阻连接到电流互感器，衰减放大器和电流互感器各自通过放大跟随器与a/d转换器连接，a/d转换器连接到mcu微控制器。实现信号的采集和模数转换，并把数字信号传递给mcu。

为了实现交互控制，cpld可编程逻辑控制器连接有键盘，mcu微控制器通过串行通信接口连接到pc上位机，mcu微控制器连接有lcd显示器。实现数据与上位机的通信传输，实现交互控制。

为了实现高可靠性，低压二次电流钳5采用通过ct技术及磁性屏蔽技术制造的合金材料。几乎不受外界磁场的影响，确保了常年无间断监测的高精度、高稳定性、高可靠性。

如图6所示，联结组别相序切换模块的工作方法如下：

1当y/y、△/△联结时，如果测试ab/ab电压，则继电器d0、d1、dz、d3都不动作；如果测试bc/bc电压，则继电器d3动作，其余不动作；如果测试ca/ca电压，则d2、d3动作，d0、d1不动作；

2当y/△，联结时，如果测试ab/ab电压，则继电器d0动作，其余dl、d2、d3都不动作，此时bc短路；如果测试bc/bc电压，则继电器d0、d3动作，其余dl、dz不动作，此时ac短路;如果测试ca/ca电压，则do、dz、d3动作，dl不动作，此时ab短路；

3当△/y联结时，如果测试ab/ab电压，则继电器dl动作，其余d0、d2、d3都不动作，此时ac短路；如果测试bc/bc电压，则继电器dl、d3动作，其余d0、d2不动作，此时ab短路；如果测试ca/ca电压，则dl、dz、d3动作，do不动作，此时bc短路；

具体如下表：

如图7所示，信号采样时，变压器4一次侧、二次侧电压信号通过信号变换器对变压器4的输入、输出电压信号衰减后进行数据采集，接着进入a/d转换形成数字信号，最后进行数据处理。

如图8-9所示，本实例中，ad转换器采用max194，max194是一种性能优越的高精度、带采样保持的高速度十四位串行ad转换器，主要由主dac、控制逻辑、比较器和校准dac组成。主dac用于产生与输入模拟信号进行比较的基准信号，它的内部结构与一般模数转换器内部的dac不同，它没有采用t型电阻网络，而是由带二进制权值的电容阵列组成。模拟电子开关受数字量的数字代码控制，代码为o时开关接地，代码为1时开关接到参考电压上。这样，d13为1而其它为o时，va=vref/2;当j12为1而其它为o时，va=vref/22;依次类推，直到当do=1而其它为0时，va=vref/214。根据叠加原理，总的等效电势为:va=d13vref/2+d12vref/22……+dovref/214。

本实例中，便携式配变档位校验仪3可以存储3000组数据。

本系统软件设计是以ccs2000为开发平台，采用c语言编程，配以seed-xdsusb2.0仿真器实现在线仿真与程序下载，完成软件开发。主要由数据采集、fft、无线通信、显示驱动，键盘管理和主程序组成。其主程序及外部xint2中断服务程序流程如图10、图11所示,其中，外部xint1中断用于测量信号周期，采用定时器1进行计数；定时器0用于信号周期256等份后定时启动a/d，实现256点准同步采样。

在对高压电流进行检测时，工作人员手持绝缘杆2，将高压检测仪1与绝缘杆2顶端相连，通过按压或退拔绝缘杆2能方便钳夹或撤离被测导线，无需停电操作，高压检测仪1导线挂线过程如图4所示，并通过无线传输迅速及时的将检测到的电流信息反馈到便携式配变档位校验仪3储存，供工作人员校核，从而简单、快速、精准的完成对10kv配电变压器4的校核，为配变档位调整提供依据。

以上图1-11所示的便携式10kv配变档位带电校核装置是本发明的具体实施例，已经体现出本发明突出的实质性特点和显著进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。