一种非接触式近场区验电方法和装置与流程

本发明涉及测量电变量技术领域，具体而言，涉及一种非接触式近场区验电方法和装置。

背景技术：

验电器是用于检验设备是否存在电荷/电压的一种仪器，目前使用较多的为接触式验电器，即用验电器直接接触设备并通过声光指示方式判断设备是否存在电压。目前，我国输电线路基本采用接触式验电器进行验电，且已有相关标准(IEC61243－1《带电作业用验电器用于交流1kV及以上电压的电容型验电器》、DL740－2000《电容性验电器》)对接触式验电器的设计、制造、操作导则以及试验方法进行了规范。为确保作业安全，适用于采用接触式验电方式的电压等级最高电压等级为500kV，其长度为7.2m。由于750kV及1000kV交流输电工程线路的杆塔高、塔头尺寸大、绝缘子串长、如果不分场合均使用接触式验电器进行验电，则由于相－地距离大，要求绝缘操作杆具有较长的长度(其长度至少超过8m)，这样一方面操作杆的重量大，会极大地增加作业人员的劳动强度；另一方面较长的绝缘操作杆容易挠曲，不便于操作，再加上高空作业的因素，甚至有可能使验电操作无法实现。此外，超、特高压输电设备周围的空间场强更高，对验电器的抗干扰能力和可靠性相应地有更高的要求。因此，750kV及1000kV交流输电线路无法使用接触式验电方式。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种非接触式近场区验电方法和装置，以力图解决或者至少缓解上面存在的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种非接触式近场区验电装置，包括：

传感器模块，用于检测被测线路的周围电场生成监测信号；

第一处理模块，用于对传感器模块检测的所述监测信号进行处理，得到所述被测线路的周围电场的电场信息，所述电场信息包括控制信号和信号强度值；

第二处理模块，用于根据所述第一处理模块得到的所述控制信号的控制，对所述信号强度值进行处理得到验电结果；

通信模块，用于与外部终端建立通信连接并接收所述外部终端发送的验电指令，将所述验电指令发送至所述传感器模块，使所述传感器模块监测被测线路的周围电场，以及用于接收所述第二处理模块得到的所述验电结果并发送给所述外部终端。

可选地，在根据本发明的验电装置中，通信模块还适于：

在与外部终端建立通信连接后，将所述验电装置的设备识别码发送至所述外部终端，以便由外部终端验证所述设备识别码是否正确，如果所述设备识别码正确，则该外部终端发送验证通过指示给通信模块。

可选地，在根据本发明的验电装置中，电场信息还包括电源电压值，其中，

所述第一处理模块，还用于判断信号强度值是否在第一预定范围内且电源电压值与特定电压值的比值是否在第二预定范围内，如果信号强度值在第一预定范围内且电源电压值与特定电压值的比值在第二预定范围内，则自检验证通过。

可选地，在根据本发明的验电装置中，验电结果包括：带电和不带电，其中，

所述第二处理模块，适于判断所述信号强度值是否小于预定信号强度值，如果所述信号强度值小于预定信号强度值，则得到的验电结果为不带电，如果信号强度值大于或等于预定信号强度值，则得到的验电结果为带电。

可选地，在根据本发明的验电装置中，验电结果包括：负极带电、正极带电和不带电，其中，

所述第二处理模块，用于判断所述信号强度值位于的检测范围，所述检测范围包括第一检测范围、第二检测范围和第三检测范围，

如果信号强度值位于第一检测范围内，则得到的检测结果为负极带电，

如果信号强度值位于第二检测范围内，则得到的检测结果为不带电，以及

如果信号强度值位于第三检测范围内，则得到的检测结果为正极带电。

第二方面，本发明提供一种非接触式近场区验电方法，采用如上的非接触式近场区验电装置，该方法包括：

所述通信模块与外部终端建立通信连接并接收所述外部终端发送的验电指令，将所述验电指令发送至所述传感器模块；

所述传感器模块检测被测线路的周围电场生成监测信号；

所述第一处理模块对传感器模块采集的所述监测信号进行处理，得到所述被测线路的周围电场的电厂信息，所述电场信息包括控制信号和信号强度值；

所述第二处理模块用于根据所述第一处理模块得到的所述控制信号的控制，对所述信号强度值进行处理得到验电结果；

所述通信模块接收所述验电结果并发送给所述外部终端。

可选地，在根据本发明的验电方法中，还包括：

所述通信模块还用于在与外部终端建立通信连接后，将所述验电装置的设备识别码发送至所述外部终端，以便由外部终端验证所述设备识别码是否正确，如果所述设备识别码正确，则该外部终端发送验证通过指示给通信模块。

可选地，在根据本发明的验电方法中，电场信息还包括电源电压值，

在所述第二处理模块用于根据所述第一处理模块得到的所述控制信号的控制之前，还包括：

所述第一处理模块判断所述信号强度值是否在第一预定范围内且电源电压值与特定电压值的比值是否在第二预定范围内，如果所述信号强度值在第一预定范围内且电源电压值与特定电压值的比值在第二预定范围内，则自检验证通过。

可选地，在根据本发明的验电方法中，验电结果包括：带电和不带电，

所述第二处理模块对所述信号强度值进行处理得到验电结果的步骤包括：

判断信号强度值是否小于预定信号强度值，如果信号强度值小于预定信号强度值，则得到的验电结果为不带电，如果信号强度值大于或等于预定信号强度值，则得到的验电结果为带电。

可选地，在根据本发明的验电方法中，验电结果包括：负极带电、正极带电和不带电，

所述第二处理模块对所述信号强度值进行处理得到验电结果的步骤包括：

判断信号强度值所位于的检测范围，所述检测范围包括第一检测范围、第二检测范围和第三检测范围，

如果信号强度值位于第一检测范围内，则得到的检测结果为负极带电，

如果信号强度值位于第二检测范围内，则得到的检测结果为不带电，以及

如果信号强度值位于第三检测范围内，则得到的检测结果为正极带电。

根据本发明的技术方案，通过通信模块实现数据传输，避免了用户与高压电路直接接触，提高了检修作业的安全性。另外，本发明的技术方案，解决了750kV及1000kV交流电单回线路验电、同塔双回线路(一回带电、一回停电)的验电问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种近场区验电装置的结构图；以及

图2示出了本发明实施例所提供的一种近场区验电方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了根据本发明的一个实施例的非接触式近场验电装置。如图1所示，该装置包括：传感器模块110、第一处理模块120、第二处理模块130和通信模块140。

本发明的非接触式验电装置用于对直流电线路和交流电线路的近电场进行检测。近场区又称感应区，一般指以被测线路为中心，在三个波长范围内的区域。

在进行检测之前，通信模块140会与外部终端建立通信连接。例如，通过无线(WIFI)局域网、有线局域网、3G/4G/5G移动网络等与外部终端建立通信连接。上述外部终端包括、但不限于：个人计算机、服务器计算机、手提或便携式设备、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程用户电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机等等。

通信模块140与外部终端建立通信连接后，将验电装置的设备识别码发送至外部终端。外部终端接收到上述设备识别码后，会与自身事先存储的验电装置的设备识别码进行比对，验证接收到的设备识别码是否正确。如果接收到的设备识别码正确，则发送验证通过指示给通信模块140。外部终端通知用户验电装置已成功连接，可进行检测。

外部终端根据接收到的用户的输入操作将验电指令发送给通信模块140，例如，用户可以点击外部终端显示界面中的例如虚拟“验电”按钮。通信模块140进一步将上述验电指令发送给传感器模块110。

传感器模块110检测被测线路的周围电场生成监测信号。对于交流电，检测交流电线路近场区如50Hz信号，对于直流电，检测直流电线路近场区如300Hz信号。同时，可以检测750kV及1000kV交流电单回线路、同塔双回线路(一回带电、一回停电)的电场信号。

第一处理模块120对传感器模块110检测的监测信号进行如滤波-放大-滤波-整形-整流处理，得到被测线路的周围电场的电场信息。电场信息一般包括有控制信号、电源电压值和信号强度值。其中，控制信号、电源电压值和信号强度值可以是某些特定端口的输出值。例如，当使用单片机时，控制信号可以为P2.1端口的值，电源电压值可以为P1.2端口的值，信号强度值可以为P1.2端口的值。

第一处理模块120根据得到的电场信息进行自检。例如，判断信号强度值是否在第一预定范围内且电源电压值与特定电压值的比值是否在第二预定范围内。如果信号强度值在第一预定范围内且电源电压值与特定电压值的比值在第二预定范围内，则自检验证通过。根据一个实施例，以单片机为例进行说明，对于1000kV的交流电线路，第一预范围设定为(2*(1-10％)，2*(1+10％))，第二预定范围设定为大于或等于75％，特定电压值为5V。当P1.2端口值为2v、P1.4端口值为5V时，自检验证通过。

自检验证通过后，第二处理模块130根据上述第一处理模块得到的控制信号的控制，对所述信号强度值进行处理得到验电结果。例如，对于单片机来说，在P2.1端口输出的控制信号为0即低电平时，第二处理模块130进一步对信号强度值进行处理。

对于不同的线路，得到的验电结果也是不同的。例如，对于交流电线路得到的验电结果一般为带电和不带点，而对于直流电线路来说，得到的验电结果一般为负极带电、正极带电和不带电。

根据一种实施方式，以交流电为例，第二处理模块130判断信号强度值是否小于预定信号强度值。如果信号强度值小于预定信号强度值，则得到的验电结果为不带电，如果信号强度值大于或等于预定信号强度值，则得到的验电结果为带电。例如，对于单片机而言，预定信号强度值设定为1.5v，P1.2端口值为2V，此时该交流电线路为带电。

根据一种实施方式，以直流电为例，第二处理模块130判断信号信号强度值位于的检测范围。其中，检测范围包括第一检测范围、第二检测范围和第三检测范围。如果信号强度值位于第一检测范围内，则得到的检测结果为负极带电，如果信号强度值位于第二检测范围内，则得到的检测结果为不带电，如果信号强度值位于第三检测范围内，则得到的检测结果为正极带电。例如，对于单片机而言，第一检测范围为小于3v，第二检测范围为大于或等于3v且小于或等于3.8v，第三检测范围为大于3.8v。当单片机中的P1.2端口值为2v时，该直流电线路为负极带电。

不过应当理解，本文所有的实施例仅仅是示意性的，应以实际情况为准。

根据本发明的技术方案，通过通信模块实现数据传输，避免了用户与高压电路直接接触，提高了检修作业的安全性。另外，本发明的技术方案，解决了750kV及1000kV交流电单回线路验电、同塔双回线路(一回带电、一回停电)的验电问题。

图2示出了根据本发明的一个实施例的近场区验电方法的流程图。如图2所示，该方法始于步骤S210。

在步骤S210中，通信模块与外部终端建立通信连接并接收外部终端发送的验电指令。

根据一种实施方式，通信模块还用于在与外部终端建立通信连接后，将验电装置的设备识别码发送至所述外部终端，由外部终端验证设备识别码是否正确。如果上述设备识别码正确，则该外部终端发送验证通过指示给通信模块

在步骤S220中，通信模块将验电指令发送至传感器模块。

在步骤S230中，传感器模块检测被测线路的周围电场生成监测信号。

在步骤S240中，第一处理模块对传感器模块采集的监测信号进行处理，得到被测线路的周围电场的电场信息。其中，电场信息包括控制信号、电源电压值和信号强度值。

根据一种实施方式，第一处理模块判断信号强度值是否在第一预定范围内且电源电压值与特定电压值的比值是否在第二预定范围内。如果信号强度值在第一预定范围内且电源电压值与特定电压值的比值在第二预定范围内，则自检验证通过。

在步骤S250中，第二处理模块用于根据第一处理模块得到的所述控制信号的控制，对所述信号强度值进行处理得到验电结果。

对于交流电线路来说，验电结果包括：带电和不带电。根据一种实施方式，第二处理模块判断信号强度值是否小于预定信号强度值。如果信号强度值小于预定信号强度值，则得到的验电结果为不带电，如果信号强度值大于或等于预定信号强度值，则得到的验电结果为带电。

对于直流电线路来说，验电结果包括：负极带电、正极带电和不带电。根据一种实施方式，第二处理模块判断信号强度值所位于的检测范围。其中，检测范围包括第一检测范围、第二检测范围和第三检测范围。如果信号强度值位于第一检测范围内，则得到的检测结果为负极带电，如果信号强度值位于第二检测范围内，则得到的检测结果为不带电，如果信号强度值位于第三检测范围内，则得到的检测结果为正极带电。

在步骤S260中，通信模块接收步骤S250中得到的验电结果。

在步骤S270中，通信模块将上述验电结果发送给外部终端。

本发明实施例所提供的一种非接触式近场区验电装置可以为设备上的特定硬件或者安装于设备上的软件或固件等。本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，前述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，均可以参考上述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。