高压交流线路三相相序无线测量装置的制作方法

本实用新型涉及高压输电线路三相相序检测，尤其涉及一种高压交流线路三相相序无线测量装置。

背景技术：

现有技术通常使用无线高压核相器测量高压线路相序。但是此种方法每次只能测量2条线路之间相位关系，不能同时测量3条线路的相位关系。对三相线路进行测量时，必须使用无线高压核相器进行多次测量，并且需要人工记录两两线路之间的相位差值，然后由人工判断线路是顺序还是逆序。且现有的无线高压核相器不能直接测量35KV及以上高压线路相序。

还有一种现有技术是在高压输电线路的二次侧测量相序，通过一次侧与二次侧的对应关系判断高压线路相序。但这种方式必须要求现场有PT或CT等二次设备，且一次侧与二次侧的对应关系必须清楚明确。如果现场没有相关二次设备，则无法测量高压相序，如果一次与二次的对应关系不清楚，则无法以二次侧相序判断一次侧相序。

还有一种现有技术是使用三相相位伏安表测量380V线路三相相位差值，显示三相相序。但这种方式只能直接测量并显示750V以内的三相相位差值。

现有技术还存在一种高压相序有线测量装置，但其只适用于10KV高压相序测量，而且没有相位差值显示，只有顺序和逆序指示灯显示。此种技术由于需要将高压线通过导线连接在一起，对设备和测试线的绝缘要求都比较高，可能会引起相间短路，或高压线接地短路，或造成人身伤害事故。

现有技术还存在一种有线相位检测技术，但只能比较相同电压线路之间相位关系，不能比较不同电压等级线路之间的相位关系。如果一台电力变压器为35KV变10KV，则不能判断35KV母线与10KV母线的组别关系。

因此有必要设计一种新的高压输电线路三相相序检测装置，以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种高压交流线路三相相序无线测量装置，旨在用于解决现有的高压线路三相相序检测技术不能同时测量三条线路的相位关系、不能直接测量35KV及以上高压线路相序以及对现场设备要求高的问题。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型提供一种高压交流线路三相相序无线测量装置，其特征在于：包括主机和三个采集器，三个所述采集器均具有无线射频发射单元且三个所述采集器的无线射频发射单元的频段各不相同，所述主机具有无线射频接收单元，所述采集器还具有采样高压线路电压波形的电容感应式采样单元以及将正弦波形转换为方波的采集转换单元，所述电容感应式采样单元的输出端与所述采集转换单元的输入端连接，所述采集转换单元的输出端与所述无线射频发射单元连接。

进一步地，电容感应式采样单元包括设置在所述采集器顶部的双层电路板，所述双层电路板的上下两层为铜箔导体，中间为环氧基板。

进一步地，所述采集转换单元包括第一电阻、电感、第一稳压二极管、第二稳压二极管、第二电阻、第三电阻、第四电阻、三极管、第五电阻以及第六电阻，第一电阻的一端为信号输入端，另一端连接电感的一端，电感的另一端分别连接第一稳压二极管的阴极、第二电阻的一端、第四电阻的一端，第一稳压二极管的阳极接地，第二电阻与第三电阻串联后接地，第四电阻的另一端连接第二稳压二极管的阴极以及三极管的基极，第二稳压二极管的阳极接地，三极管的集电极与电源连接，三极管的发射极连接第五电阻的一端，第五电阻与第六电阻串联后接地。

进一步地，所述采集转换单元还包括CD40106施密特触发器芯片，三极管的发射极还连接CD40106施密特触发器芯片的输入引脚。

进一步地，所述主机具有显示屏。

本实用新型具有以下有益效果：

（1）采集器与主机之间采用无线射频方式信号连接，省去了有线相序表的连接导线，保证了线路安全和人身安全，无需架设引线，简化了测量相序的工作步骤，使测量工作变得简单高效；

（2）三个采集器使用不同频段的射频信号，实现了对三相高压线路的同时测量和数据传输，一次操作即可完成相序测量工作，结果简单明了，无需人工记录和计算，避免了人为出错概率；

（3）该装置使用三个采集器可以测量相序，使用任意两个采集器可以配合完成核相工作，一机两用，节约了用户采购成本；而且当其中一个采集器发生故障时，仍然可以完成并网核相工作，提高了核相工作的可靠性；

（4）采集器采用电容感应式采样单元采样高压线路电压波形，并通过采集转换单元将正弦波形转换为方波，通过这种交流高压线路相位采样技术，可以直接测量10KV～500KV线路相位值，对比在二次侧测量相序的方法，避免了对二次设备的需求，同时避免了因二次侧与一次侧线路匹配不一致而造成相序测量错误的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种高压交流线路三相相序无线测量装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的采集转换单元的示意图；

图3为使用本实用新型实施例提供的装置测量三相相序的示意图；

图4为使用本实用新型实施例提供的装置核对相位组别的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种高压交流线路三相相序无线测量装置，包括三个相位采集器X、Y、Z以及主机1，三个所述采集器X、Y、Z均具有无线射频发射单元，且三个所述采集器X、Y、Z的无线射频发射单元的射频信号的频段各不相同，所述主机1具有无线射频接收单元，从而三个所述采集器X、Y、Z与所述主机1之间均通过无线射频技术信号连接，三个所述采集器X、Y、Z用于同时采集三相线路的相位值和频率，并将采集的数据发送给所述主机1，所述主机1用于计算三相线路之间的相位差值，并判断三相线路的相序，其中，三个所述采集器X、Y、Z以及所述主机1的功能都是由电路实现的。

三个所述采集器X、Y、Z均具有采样高压线路电压波形的电容感应式采样单元以及将正弦波形转换为方波的采集转换单元，所述电容感应式采样单元的输出端与所述采集转换单元的输入端连接，所述采集转换单元的输出端与所述无线射频发射单元连接。通过电容感应式采样单元采样高压线路电压波形，然后通过采集转换单元将正弦波形转换为方波，并保证方波的占空比在50%～49%的范围内。通过这种交流高压线路相位采样技术，可以直接测量10KV～500KV线路相位值，因此可以用于测量10KV～500KV电压同等级线路相位差值，判断三相相序，也可以测量不同电压等级的相位差值，判断高低压相位组别。

所述电容感应式采样单元包括设置在所述采集器顶部的双层电路板，所述双层电路板上面没有任何元件，所述双层电路板的上下两层为铜箔导体，中间为环氧基板作为介质，从而构成电容，采集器与高压线路接触时，电容可以感应到微弱的电量，从而采样到高压线路电压波形信号。

如图2所示，所述采集转换单元包括第一电阻R10、电感L1、第一稳压二极管Z3、第二稳压二极管Z4、第二电阻R11、第三电阻R12、第四电阻R13、三极管Q2、第五电阻R14、第六电阻R15以及 CD40106施密特触发器芯片，第一电阻R10的一端为信号输入端，另一端连接电感L1的一端，电感L1的另一端分别连接第一稳压二极管Z3的阴极、第二电阻R11的一端、第四电阻R13的一端，第一稳压二极管Z3的阳极接地，第二电阻R11与第三电阻R12串联后接地，第四电阻R13的另一端连接第二稳压二极管Z4的阴极以及三极管Q2的基极，第二稳压二极管Z4的阳极接地，三极管Q2的集电极与电源连接，三极管Q2的发射极连接CD40106施密特触发器芯片的输入引脚以及第五电阻R14的一端，第五电阻R14与第六电阻R15串联后接地。该采集转换单元的原理为：电容感应式采样单元采样的高压线路电压波形信号经过第一电阻R10限流，电感L1滤高频，第一稳压二极管Z3和第二稳压二极管Z4稳压，第二电阻R11和第三电阻R12串联分压，经过三极管Q2将正弦波转换为方波，再通过CD40106施密特触发器芯片滤除高频，提高负载能力，然后将处理的方波信号传递给采集器的无线射频发射单元。

三个所述采集器X、Y、Z的无线射频发射单元的射频信号的频段必须有较大差异，否则发射的射频信号会相互干扰，射频接收部分将难以解析出有用信号，从而无法计算相位差值。本实施例中三个所述采集器X、Y、Z的无线射频发射单元的频段分别为315M无线频段、390M无线频段和433M无线频段，三个无线频段在近距离测量时不会产生干扰，满足测量高压相序实际使用要求。

进一步地，所述无线射频发射单元和所述无线射频接收单元块均使用无编码载波，省去了相位数据编码时间和接收部分解码时间，做到实时发射和解码，发射与解码的延时小于1微秒，保证了相位测量精度。无线射频接收单元需要同时接收3路发射信号，使用单片机的3路中断，只有无编码数据才能减短中断时长，保证3路数据之间不会因为中断优先级问题等待时间过长而影响计算的相位差值。

所述主机1还具有显示屏2，所述显示屏2用于实时显示主机计算的的相位差值以及相序。

如图3所示，为使用本实用新型的高压交流线路三相相序无线测量装置测量三相相序的示意图，三个所述采集器X、Y、Z分别与A、B、C三相线路相连，同时采集A、B、C三相线路的相位值和频率，并将采集的数据发送给所述主机1，所述主机1计算A、B、C三相线路之间的相位差值，并判断A、B、C三相线路的相序，然后将结果显示在显示屏2上。

本实用新型的高压交流线路三相相序无线测量装置还可以用于核对相位组别，利用该装置中的任意两个采集器的相位差值，可以判断两线路是否同相。当相位差值为0°左右时为同相，在120°或240°左右时为异相。三个采集器X、Y、Z中的任意两个采集器与主机搭配，都可以实现核相功能。而且当单个采集器故障时，仍然可以完成核相工作。如图4所示，为使用该装置核对相位组别的示意图，该示意图仅是示例性的，将采集器X与一次侧的A相线路连接，将采集器Y与二次侧的A’相线路连接，采集器X和采集器Y将采集的数据发送给所述主机1，所述主机1计算A、A’相线路之间的相位差值，计算结果为0°，并将结果显示在显示屏2上，由该计算结果可以人为判断A、A’相线路为同相。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。