一种利用磁场耦合原理判断箱变线缆带电的方法
【专利摘要】本发明涉及一种利用磁场耦合原理判断箱变线缆带电的方法，包括步骤：⑴将取电金属感应片包覆在高压箱变线缆绝缘层外表面上形成电磁感应连接；⑵将取电金属感应片获得的感应电荷经保护电路导入充电电路；⑶充电电路内储存的电荷形成触发电压；⑷触发电压开启开关电路，充电电路内储存的电能流入发光部件，发光部件发光闪烁提示高压箱变线缆带电。本发明利用高压电缆本身产生的静电场，根据电容的感应原理，在金属薄片上产生感应电荷，把电荷导入到电路中，当电荷积累到一定程度产生一定电压时，电容进行放电，点亮放电回路中的发光部件，据此判断电缆是否带电，从而提高了箱变线缆验电工作的安全可靠性，实用性强，具有较高的经济价值。
【专利说明】
一种利用磁场耦合原理判断箱变线缆带电的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种判断全绝缘高压电缆带电的方法，特别涉及一种利用磁场耦合原理判断箱变线缆带电的方法，属于电力设备监控领域。
【背景技术】
[0002]高压带电显示装置是国家标准规定的高压开关类设备，是防止电气误操作的必备装置，是一种直接安装在电气设备上，直观显示出电气设备是否带有运行电压的提示性安全装置。当设备带有运行电压时，该装置的发光部件发出闪光，警示人们高压设备带电，无电时则无指示。目前在市场上销售的带电指示器分为:接触式和非接触式两种。接触式带电指示器的信号取自于高压陶瓷电容，电容传感器的容量一般是10?150P，电压等级是6?35KV，此时电容传感器输出信号为微小的电流信号，通过整流电路、储能电路、开关电路以及驱动电路驱动发光管闪烁，反映高压带电体带电情况。非接触式带电指示器不与高压带电体直接连接，而是高电压产生强电场信号，利用直接感应的电场信号获得的能量驱动发光管闪烁，反映高压带电体带电情况。但是，在电缆分支箱、箱变及环网柜等全绝缘设备中，由于各个带电部件都是全绝缘的，线路是否正常运行，运行人员无法确定，目前国内外还没有很好的解决方案。另外还有一种采用电流方法判断线路是否带电的方案，即电流小于IA以下认为线路不带电，大于IA时认为线路带电，但此种方法容易造成误判，因为在实践中线路不挂接负载时，电流也小于1A。
【发明内容】
[0003]本发明公开了一种利用磁场耦合原理判断箱变线缆带电的方法，可以应用在各种电缆头(肘头、T型电缆接头和T一Π型电缆接头)测电中，利用高压电缆产生的静电场，在半导电橡胶套的外壁上取得感应出的电荷，当电荷积累到一定电压时，利用发光部件是否闪烁来判断电缆是否带电，解决了现有带电指示器无法确定全绝缘设备是否带电的问题。
[0004]本发明利用磁场耦合原理判断箱变线缆带电的方法包括步骤:⑴将取电金属感应片包覆在高压箱变线缆绝缘层外表面上形成电磁感应连接;⑵将取电金属感应片获得的感应电荷经保护电路导入充电电路;⑶充电电路内储存的电荷形成触发电压;⑷触发电压开启开关电路，充电电路内储存的电能流入发光部件，发光部件发光闪烁提示高压箱变线缆带电。
[0005]本发明利用磁场耦合原理判断箱变线缆带电的方法利用高压电缆本身产生的静电场，在半导电橡胶套的外壁上包覆金属薄片，根据电容的感应原理，会在金属薄片上产生感应电荷，把电荷导入到电路中，对电容充电，当电荷积累到一定程度产生一定电压时，电容两端的开关部件自动打开进行放电，点亮放电回路中的发光部件，据此判断电缆是否带电，从而提高了箱变线缆验电工作的安全可靠性，实用性强，具有较高的经济价值。
【附图说明】
[0006]图1是本发明利用磁场耦合原理判断箱变线缆带电的方法的原理示意图。
[0007]图2是本发明方法的一种具体实现方式示意图。
[0008]图2中，111是取电金属感应片。
【具体实施方式】
[0009]以下结合附图，对本发明作进一步说明。
[0010]如图1所示，本发明利用磁场耦合原理判断箱变线缆带电的方法示意图。本方案将金属感应片包覆在箱变线缆绝缘层表面(金属感应片与金属线缆间形成电容器)，利用电场耦合原理获得发光部件持续工作的电能，利用储能电路将微弱的电能信号储存起来，利用开关电路和发光部件实现当箱变线缆带电时指示灯连续闪烁来提醒巡线人员电缆带电状态，具体包括以下步骤。
[0011]⑴将取电金属感应片包覆在高压箱变线缆绝缘层外表面上形成电磁感应连接。包覆在高压箱变线缆绝缘层外表面上的取电金属感应片与高压箱变线缆芯形成电容器，当箱变线缆带电，取电金属感应片上产生感应电荷，如果箱变线缆不带电，则取电金属感应片上不会产生感应电荷。
[0012]⑵将取电金属感应片获得的感应电荷经保护电路导入充电电路。充电电路采集取电金属感应片上因电磁感应而产生的电荷，并储存在储能部件(例如电容)内。
[0013](3)充电电路内储存的电荷形成触发电压。当充电电路的储能部件内存储了足够的电能而形成电压超过一定阈值时，将触发开关电路开启放电。
[0014]⑷触发电压开启开关电路，充电电路内储存的电能流入发光部件，发光部件发光闪烁提示高压箱变线缆带电。本方案的发光部件的发光端可以选择是氖泡，并将氖泡与限流电阻R串联形成发光部件电路来提高发光部件工作的稳定性。进一步，本方案在保护电路入口端与电路接地端间接入滤波电容C来提高电路运行的稳定性。
[0015]如图2所示，本方案方法的一种具体实现方式。为了实现上述方法，本方案可以通过以下具体设备实现，即设备包括取电金属感应片和指示器本体。取电金属感应片包覆在箱变线缆绝缘层外表面上形成电磁感应连接，取电金属感应片与指示器本体的信号输入端电连接，指示器本体包括保护电路、充电电路、开关电路和发光部件，取电金属感应片在高压箱变电缆静电场的作用下产生感应电荷，感应电荷经保护电路导入充电电路，充电电路内储存的感应电荷产生触发电压开启开关电路向发光部件放电，发光部件通电后发光闪烁提示箱变线缆带电。本方案利用电场耦合原理在高压线缆绝缘层外表面上获得用来驱动发光部件持续工作的电能，通过发光部件的点亮闪烁提示线缆的带电情况，解决了现有带电指示器无法测得全绝缘线缆带电工作状态的问题，给现场的操作维护带来了极大的便利，有效提高了操作人员的安全性。
[0016]为了使本方案公开的方法在实际应用中适应各种恶劣的现场环境，提高方法实现的稳定性和成功率，本方案在上述基本方案的基础上，将保护电路、充电电路、开关电路和发光部件封装在耐高温绝缘橡胶壳体内，发光部件的发光端设在耐高温绝缘橡胶壳体外表面上。采用耐高温绝缘橡胶材料增强了电路工作的可靠性和稳定性。进一步，本方案在上述方案基础上，在耐高温绝缘橡胶壳体内灌封环氧树脂来加强电路工作的稳定性。为了将上述公开的装置固定在监测现场，方便巡线人员随时巡视检查，本方案还可以将封装有保护电路、充电电路、开关电路和发光部件的耐高温绝缘橡胶壳体采用耐高温绝缘橡胶条绑缚固定在高压箱变电缆上。进一步，本方案还可以采用弹性耐高温绝缘捆扎圈将耐高温绝缘橡胶条捆扎固定。为了实现上述方法，本方案可以通过以下具体设备实现，即保护电路、充电电路、开关电路和发光部件封装在耐高温绝缘橡胶壳体内，发光部件的发光端设在耐高温绝缘橡胶壳体外表面上。耐高温绝缘橡胶壳体为指示器本体的正常工作提供了良好的绝缘和屏蔽环境，大幅提高了指示器本体的使用寿命和稳定性。为了现场的安装方便，保证指示器能够可靠的固定在电缆的有效检测部位上，本方案还设计了一种能将指示器固定在电缆上的部件，具体是耐高温绝缘橡胶壳体包括壳体本体和扎带部件，壳体本体内封装有保护电路、充电电路、开关电路和发光部件，发光部件的发光端设在壳体本体外表面上，扎带部件包括扎带条甲和扎带条乙，扎带条甲的一端固定在壳体本体的一侧，扎带条乙的一端固定在壳体本体的另一侧，扎带条甲的另一端侧边上设有规则排列的弹性扣凸起，扎带条乙的另一端设有弹性套圈头，弹性扣凸起与弹性套圈头形成扣接，扎带条甲另一端与扎带条乙另一端通过上述扣接形成可调节松紧的固定套接。这种结构能够将指示器本体有效的套装固定在高压电缆上，并可以根据电缆的粗细程度调节套接的松紧程度，安装维护方便，适用性好。为了防止扎带条甲穿过弹性套圈头的部分分叉刮碰影响指示器本体的安装稳定性，本方案的扎带条乙另一端上还套设有束紧环，束紧环将穿过弹性套圈头的扎带条甲另一端套住束紧。为了进一步提高指示器的可靠性，保证其在恶劣的环境中长久使用，本方案还在壳体本体内灌封环氧树脂来实现上述技术效果。
[0017]上述方案中涉及的电路、模块以及电子元器件除特别说明之外，根据其实现的具体功能可以选择本领域通用的设计和方案，也可以根据实际需要选择其他设计和方案。
[0018]本方案基于上述技术内容的实现，具有以下特点:(1)该方法在装置上采用耐高温绝缘橡胶扎带的方式，内部配以优质环氧树脂灌封，能在恶劣环境下长久使用，内部充分考虑了各种异常因素，使方法的实现具有高度可靠性;⑵解决了“电不可见”问题，该方法是采用静电感应原理，在高压设备周围电场的作用下，利用电场能达到以闪光显示高压带电的目的，提示性很强，在高压设备带有运行电压时，该方法采用的发光管在遮光罩内闪烁发光，直观、清晰、醒目；⑶对运行安全有利无弊，不增加繁琐的运行操作，无须辅助能源，无二次线，免维护;⑷抗干扰性强，分相显示，接点不受邻相(路)干扰，不受停电线路的感应电压干扰，不会出现误指示；(5)电缆工作电压3000VAC以上即可实现本方法的指示器灯闪烁指示。基于以上改进和特点，本方案利用磁场耦合原理判断箱变线缆带电的方法相比现有的带电监测方案具有突出的实质性特点和显著的进步。
[0019]本方案利用磁场耦合原理判断箱变线缆带电的方法并不限于【具体实施方式】公开的内容，其包含的操作步骤在不违反技术规范和原理的前提下，为优化操作程序可以进行适当的顺序调换，本领域技术人员根据本方案结合公知常识作出的简单替换方案也属于本方案的范围。
【主权项】
1.一种利用磁场耦合原理判断箱变线缆带电的方法，其特征是包括步骤: ⑴将取电金属感应片包覆在高压箱变线缆绝缘层外表面上形成电磁感应连接； ⑵将取电金属感应片获得的感应电荷经保护电路导入充电电路； (3)充电电路内储存的电荷形成触发电压； ⑷触发电压开启开关电路，充电电路内储存的电能流入发光部件，发光部件发光闪烁提示高压箱变线缆带电。2.根据权利要求1所述的利用磁场耦合原理判断箱变线缆带电的方法，其特征在于，发光部件的发光端是氖泡，将氖泡与限流电阻R串联形成发光部件电路。3.根据权利要求1或2所述的利用磁场耦合原理判断箱变线缆带电的方法，其特征在于，在保护电路入口端与电路接地端间接入滤波电容C。4.根据权利要求1或2所述的利用磁场耦合原理判断箱变线缆带电的方法，其特征在于，将保护电路、充电电路、开关电路和发光部件封装在耐高温绝缘橡胶壳体内，发光部件的发光端设在耐高温绝缘橡胶壳体外表面上。5.根据权利要求4所述的利用磁场耦合原理判断箱变线缆带电的方法，其特征在于，将封装有保护电路、充电电路、开关电路和发光部件的耐高温绝缘橡胶壳体采用耐高温绝缘橡胶条绑缚固定在高压箱变电缆上。6.根据权利要求5所述的利用磁场耦合原理判断箱变线缆带电的方法，其特征在于，采用弹性耐高温绝缘捆扎圈将耐高温绝缘橡胶条捆扎固定。7.根据权利要求4所述的利用磁场耦合原理判断箱变线缆带电的方法，其特征在于，在耐高温绝缘橡胶壳体内灌封环氧树脂。
【文档编号】G01R19/155GK105842525SQ201610185924
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月29日
【发明人】沈晓峰, 王福菊, 陆敏安, 赵斯韦, 徐友刚, 顾华, 姚磊, 苏军, 张佳栋
【申请人】国网上海市电力公司