一种非接触式高压电力线距离检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电磁感应技术和电磁测量技术领域，尤其涉及一种非接触式高压电力线距离检测装置。
【背景技术】
[0002]我国目前绝大多数电网来说，高压电网指的是IlOkV以上的电网。高压电网形成和发展的基本条件是用电负荷的持续增长，以及大容量、特大容量电厂的建设和发展，其突出特点是大容量、远距离输电。目前，中国的长距离输电和世界其他国家一样，主要用500千伏的交流电网。
[0003]作为高压电网的维护管理需要，通常在要高压电力线带电条件下对相关设备进行维护、检修，而由于高压电力线的高压差以及电磁辐射危害是工作人员的重要防护因素，需要在施工中时刻关注与高压电力线的距离。而在实际的维护、检修施工过程中，即使是经验丰富的作业人员，由于主观因素和视觉角度、外界环境如温度、湿度等客观因素的存在，采用人为判断距离的方式也时常容易造成判断失误。因此，往往需要借助仪器设备来完成对高压电力线的距离检测，从而为工作人员提供安全工作距离的相关数据以及作为距离报警仪器的测距数据来源等，以提高工作人员的施工作业安全性。
[0004]在现有技术中，基于电磁测量技术实现非接触式的高压电力线距离检测技术已经较为成熟。其基本原理是:通过检测器感测高压电力线辐射的电场强度，依据空间电磁波麦克斯韦方程组和高斯定理推出的电场强度与距离之间的换算函数关系式，根据电场强度大小来换算得到测试点与高压电力线之间的间隔距离；然后，由检测器将测算到的距离值发送给接收器，接收器对高压电力线距离进行显示，或者进行距离预警等操作，用以提示工作人员与高压电力线保持安全的施工距离。目前进行非接触式高压电力线距离检测时所用的电场感测装置中，球形电场传感器较为常用。常见的球形电场传感器包括两个半球壳状电极和置于两个半球壳状电极所形成空腔中的测量电容，测量电容的两极板分别与半球壳状电极连接；当球形电场传感器置身于电场中时，在两个极板的排列方向与电场强度方向相一致的情况下，由于两个极板容易产生较大的磁感应电势差而造成测量电容两个极板存在电压差，从而能够基于测量电容两极板的压差大小来体现电场强度大小，通过如下电场强度与距离之间的换算函数关系式来换算得到距离值d'
[0005]^(3^^)/(2? Q ；
[0006]其中，R是球形传感器的半球壳状电极的半径，G为球形传感器中测量电容的电容值，^为测量电容两极板的电压差值，P是高压电力线的带电量。高压电力线的带电量Oi常依据仏厂1 行求解，这里的u为高压电力线的额定传输电压，/?电位系数，可以通过/^ln(2V/?；/2 π ^求出，其中空气介电常数，A为高压电力线平均架空高度，TP,为高压电力线的电力导线半径。依据电场强度与距离之间的换算函数关系式来换算得到距离值V的处理，利用处理芯片通过编程控制执行运算便可以实现，技术实现非常简单。
[0007]但是，现有的非接触式高压电力线距离检测的检测器普遍存在功耗较高的问题，主要是因为实时对外发送测算的距离值数据的耗电量较大，所以往往需要采用干电池、充电电池等供电，这不仅导致检测器的体积大、重量重，而且续航工作寿命短，通常仅为数小时，较好的能够达到续航工作数天。然而工作人员在外维护工作的周期较长，因此非接触式高压电力线距离检测器续航工作寿命短的问题对他们会造成较大的影响；并且，在电池电量较低时，也容易导致非接触式高压电力线距离检测器中元器件因电压漂移引起距离测算不准确等问题。
【实用新型内容】
[0008]针对现有技术中存在的上述不足，本实用新型提供了一种非接触式高压电力线距离检测装置，该非接触式高压电力线距离检测装置具有功耗低的特点，从而有助于延长其在户外的续航工作寿命。
[0009]为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案:
[0010]一种非接触式高压电力线距离检测装置，包括壳体，以及安装在壳体内的高压电力线距离检测电路和独立电源，由独立电源为高压电力线距离检测电路供电；所述高压电力线距离检测电路包括球形电场传感器，放大电路、滤波电路、模数转换模块、测距换算处理器和低功耗蓝牙信号发射模块；球形电场传感器的感测电压输出端依次通过放大电路和滤波电路电连接至模数转换模块的模拟量输入端，模数转换模块的数字量输出端与测距换算处理器的数据采集端电信号连接，测距换算处理器的换算数据输出端与低功耗蓝牙信号发射模块的数据通信端电信号连接。
[0011]上述的非接触式高压电力线距离检测装置中，作为进一步改进方案，所述高压电力线距离检测电路的供电回路中还设置有电场感应开关电路；所述电场感应开关电路包括第二球形电场传感器和常开型电控开关；其中，常开型电控开关的两个触点端连接在高压电力线距离检测电路的供电回路中，常开型电控开关的控制端与第二球形电场传感器的感测电压输出端电连接，第二球形电场传感器的设置方向与高压电力线距离检测电路中球形电场传感器的设置方向相一致。
[0012]上述的非接触式高压电力线距离检测装置中，作为优选方案，所述球形电场传感器的具体结构为:包括两个半球壳状的电极，所述两个半球壳状的电极的底圆通过一圈绝缘材料间隔后相互对接，从而扣合形成一个球形中空的球壳状体；两个电极扣合形成的球壳状体的中空腔体内设有一个测量电容，所述测量电容的两极板分别与两个电极电连接，且测量电容的两极板分别与两个电极电连接的两条连接线上各引出一个电连接端子并从两个半球壳状的电极之间的绝缘材料穿出，该两个电连接端子即作为球形电场传感器的感测电压输出端。
[0013]上述的非接触式高压电力线距离检测装置中，作为优选方案，所述测距换算处理器为低功耗处理器。
[0014]上述的非接触式高压电力线距离检测装置中，作为优选方案，所述独立电源为纽扣电池。
[0015]上述的非接触式高压电力线距离检测装置中，作为优选方案，所述壳体为绝缘材质。
[0016]相比于现有技术，本实用新型具有以下有益效果:
[0017]1、本实用新型的非接触式高压电力线距离检测装置中，由于采用的数据发射单元是低功耗蓝牙信号发射模块，低功耗蓝牙传输技术的功耗低、传输稳定性好，能够大幅的降低非接触式高压电力线距离检测装置的能耗，从而有助于延长非接触式高压电力线距离检测装置在户外的续航工作寿命。
[0018]2、本实用新型的非接触式高压电力线距离检测装置，还可以通过对测距换算处理器的低功耗设计，结合纽扣电池供电方案，在保证装置具备较长续航工作寿命的同时，还有助于实现非接触式高压电力线距离检测装置整体体积的减小和整体重量的减轻，便于施工携带使用。
[0019]3、本实用新型的非接触式高压电力线距离检测装置中，还可以通过在高压电力线距离检测电路的供电回路中增加电场感应开关电路，使得高压电力线距离检测电路仅在装置进入高压电力线的辐射电场范围后才得以供电工作，从而进一步的节省装置能耗。
[0020]4、本实用新型的非接触式高压电力线距离检测装置，还可以采用优化结构的球形电场传感器，提升对高压电力线距离检测的稳定性和可靠性。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型非接触式高压电力线距离检测装置中高压电力线距离检测电路的电路连接框图。
[0022]图2为本实用新型非接触式高压电力线距离检测装置中高压电力线距离检测电路供电回路优选方案的结构框图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型非接触式高压电力线距离检测装置进行进一步的说明。
[0024]本实用新型提供了一种非接触式高压电力线距离检测装置，如图1所示，该非接触式高压电力线距离检测装置包括壳体，以及安装在壳体内的高压电力线距离检测电路和独立电源，由独立电源为高压电力线距离检测电路供电。其中，高压电力线距离检测电路包括球形电场传感器，放大电路、滤波电路、模数转换模块、测距换算处理器和低功耗蓝牙信号发射模块，其电路连接结构如图1所示；球形电场传感器的感测电压输出端依次通过放大电路和滤波电路电连接至模数转换模块的模拟量输入端，模数转换模块的数字量输出端与测距换算处理器的数据采集端电信号连接，测距换算处理器的换算数据输出端与低功耗蓝牙信号发射模块的数据通信端电信号连接。其测距原理是，由球形电场传感器感测高压电力线辐射的电场，在两个极板的排列方向与电场强度方向相一致的情况下，由于两个极板容易产生较大的磁感应电势差而造成测量电容两个极板存在电压差，该电压差值从球形电场传感器的感测电压输出端输出，依次经过放大电路、滤波电