适用于智能高压开关柜的工频相位检测便携装置的制作方法

本实用新型涉及工频相位检测技术领域，特别涉及适用于智能高压开关柜的工频相位检测便携装置。

背景技术：

高压开关柜及环网柜是配网中的重要的电气设备，安装量很大，广泛应用于变电站等场所，其安全运行直接关系到电能的质量和可靠性。高压开关柜及环网柜中最常见的故障类型是绝缘故障。绝缘故障多是制造中或安装运行中造成的绝缘缺陷所致。而近年来国内外的应用实践表明，通过局部放电水平评估设备的绝缘状态是预防故障发生的有效措施。

然而开关柜是将断路器、互感器等多种设备集成在一个封闭空间，因此当开关柜发生局部放电时，对引起局部放电的故障类型进行判断能够指导工程人员更快更精确的发现故障，从而依据故障类型对设备的运行状态进行准确评估，提高工作效率和质量。而在故障类型识别中一个重要的依据就是需要获取工频高压的相位信息。由于高压开关柜高压回路是完全封闭在金属屏蔽中，因此实际变电站现场很难直接获取开关柜运行电压相位。目前常用的方法是对开关柜前面板做一个改动，然后通过带电显示装置获取经过分压降压的工频信号。但是，这种方法存在现场操作复杂、安全性低、成本高、采集数据不准确等技术问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供操作简单、安全性高、成本低、采集数据更准确的适用于智能高压开关柜的工频相位检测便携装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

适用于智能高压开关柜的工频相位检测便携装置，包括工频相位测量单元、滤波放大电路、绝缘外壳、BNC接头、数据采集和分析单元，所述滤波放大电路安装在绝缘外壳内部；工频相位测量单元、BNC接头分别安装在绝缘外壳的两侧，且所述滤波放大电路分别与工频相位测量单元、BNC接头电性连接；BNC接头输出端与数据采集和分析单元电性连接。

进一步地，所述工频相位测量单元包括遮光罩、透镜组、光敏传感器，所述透镜组安装在遮光罩的前端；所述光敏传感器安装在遮光罩的后端；且透镜组与光敏传感器的距离与透镜组的焦距相等。

进一步地，所述遮光罩内腔为圆柱形空腔，且圆柱形空腔的直径为15mm～25mm。

进一步地，所述透镜组包括凸透镜、凹透镜，所述凸透镜与凹透镜连接。

进一步地，所述光敏传感器为硅光电池。

进一步地，所述滤波放大电路包括放大电路、低通滤波器、屏蔽外壳，所述放大电路、低通滤波器均安装在屏蔽外壳内，且所述放大电路与低通滤波器电性连接。

进一步地，所述放大电路的放大频率为60倍以上，低通滤波器的低频截止频率为50Hz～80Hz。

进一步地，所述采集和分析单元包括高速采集卡、上位机，所述高速采集卡与上位机电性连接。

本实用新型由于使用了工频相位测量单元、滤波放大电路、绝缘外壳、BNC接头、数据采集和分析单元等技术特征，使得本实用新型与现有技术相比较，本实用新型体积小、重量轻，易于携带，操作简单方便。本实用新型与所有高压部分电气隔离，采用内置锂电池供电，操作时无需打开柜门，有效提高和保障操作人员使用安全性。本实用新型装置采集的是高压带电显示装置的光信号，抗干扰能力强，采集数据更精确。

附图说明

图1为本实用新型主体结构示意图；

图2为本实用新型工频相位测量单元结构图；

图3为本实用新型滤波放大电路与数据采集和分析单元的电路连接结构示意图；

图4为本实用新型使用示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如附图1所示，适用于智能高压开关柜的工频相位检测便携装置，其滤波放大电路12安装在绝缘外壳13内部，工频相位测量单元11、BNC接头14分别安装在绝缘外壳13的两侧，滤波放大电路12分别与工频相位测量单元11、BNC接头14电性连接。在组成时确保工频相位测量单元11、BNC接头14与绝缘外壳13连接处的密封，以提高滤波放大电路12、工频相位测量单元11的工作环境质量，提高使用寿命。BNC接头14的输出端与数据采集和分析单元15电性连接，将所采集到的信号传递给数据采集和分析单元15进行分析。

采用上述技术方案，通过工频相位测量单元11将高压带电显示装置的氖管发出的光进行采集，输送给滤波放大电路12进行信号的放大和滤波，在传输给数据采集和分析单元15进行分析得出诊断判断结果。本实用新型与现有技术相比较，其体积小、重量轻，易于携带，现场操作简单方便。具体使用时与所有高压部分电气隔离，采用内置锂电池供电，操作时无需打开柜门，有效提高和保障操作人员使用安全性。所采集的信号是高压带电显示装置的光信号，抗干扰能力强，采集数据更精确。

更为具体地，如附图2所示，工频相位测量单元11包括遮光罩21、透镜组22、光敏传感器23。其中遮光罩21的内腔为圆柱形空腔，且圆柱形空腔的直径为15mm～25mm，具体实施中采用20mm。透镜组22由凹透镜和凸透镜组合而成。光敏传感器23采用光谱范围宽、频率特性好、转换能效率高的硅光电池S9219。光敏传感器23安装在遮光罩21的后端的底部，透镜组22安装在遮光罩21的圆柱形空腔内的前端，透镜组22与光敏传感器23的距离与透镜组22焦距相等。

如附图3所示，滤波放大电路12包括放大电路31、低通滤波器32、屏蔽外壳33，数据采集和分析单元15包括高速采集卡34、上位机35。其中放大电路12的放大频率为60倍以上，低通滤波器32的低频截止频率为50Hz～80Hz。本实用新型具体实施中放大电路12采用了70倍的放大，低通滤波器32的频率采用65Hz。将放大电路31与低通滤波器32电性连接，并将低通滤波器32滤波后的信号传递给数据采集和分析单元15的高速采集卡34，高速采集卡34强数据反馈到上位机35进行处理和分析。

如附图4所示，具体使用时，将工频相位测量单元11对准高压开关柜或环网柜的氖管42。氖管42发出光的经遮光罩21、透镜组22到达光敏传感器23，光信号被转化为电信号，再经过滤波放大电路12的放大滤波后由高速采集卡34采集数据，并将数据传送到上位机35完成波形相位的处理分析，确定故障类型。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。