接地极线路带电作业安全检测装置的制作方法

本发明涉及接地极线路带电作业安全检测装置，用以判断接地极线路运行情况及带电作业安全性，确保带电作业的安全开展。

背景技术：

随着越来越多直流输电工程的投运，接地极线路带电检修作业日益受到重视，开展需求也日益增加。虽然接地极线路同时具备配电线路和输电线路的特点，但其运行方式的特殊性，导致与常规线路带电作业的安全要求存在明显差异。直流输电线路运行方式包括三种：1)双极运行方式是直流系统的常态运行模式，此时负荷电流主要经过正负极线路通流，而接地极线路上仅流过不平衡电流，依据dl/t5224的规定，最大不平衡电流一般取in的1％，一般为几十安培，此时最大运行电压一般为100-200v，接地极线路温度与环境温度基本一致。2)如果接地极损坏，直流系统可采用单极金属回线方式运行，负荷电流全部通过极线，而接地极线路可以与中性点断开。如果不计接地极线路与其他线路之间的感应电压，则接地极线路上无电压和电流。3)当某一极换流站主设备或直流极性故障，可采用单极大地回路方式运行，系统的额定负荷电流全部通过单极线路和接地极线路流通。此时接地极线路最大运行电压不超过5kv，电流为5000a，导线的长期运行温度最高为120℃。

针对接地极线路不同的运行方式，带电作业所采取的应对方案也不相同。双极运行时，接地极线路上存在不平衡电流不大，且电压较低，可按照常规带电作业方式进行；单极金属回线运行时，由于接地极线路上无电压、电流，可以采取停电检修作业的方式；单极大地回线运行时，接地极线路上存在较大的负荷电流，使得接地极线路导线温度明显升高，此时，除了需要考虑常规带电作业的安全防护外，还需要考虑高温导线造成的安全隐患的防护。

因此，在接地极线路开展带电作业前，需要首先验明接地极线路当前所处的运行状态，从而制定相适应的作业方案，采取相应的安全防护措施，使用符合当前情况的作业工器具，以保障作业人员的安全。

技术实现要素：

本发明提供一种接地极线路带电作业安全检测装置，以判断采用何种带电作业方式和防护措施，确保接地极线路带电作业的安全。

根据本发明实施例的一方面，提供一种接地极线路带电作业安全检测装置，包括：

绝缘杆；

设置在所述绝缘杆一端的电流检测装置，该电流检测装置包括：两个弧形结构的铁芯，所述两个铁芯相对设置且可开合以将被测导线包围在内；霍尔元件，位于所述两个铁芯的间隙之间；以及电流信号处理电路，与所述霍尔元件连接以将所述霍尔元件检测出的磁通量转化成被测导线的电流数据；

温度检测装置，包括：温度传感器，设置在所述铁芯内侧面感知被测导线表面的温度；和温度信号处理电路，与温度传感器连接以处理温度数据。

可选地，还包括根据不同的电流数据和/或温度数据发出不同报警信息的报警装置。

可选地，所述电流信号处理电路和所述温度信号处理电路分别通过信号接收电路连接触发所述报警装置的报警触发电路。

可选地，所述温度信号处理电路包括：将所述温度传感器采集的温度数据与设定阈值进行比较的比对电路，所述比对电路连接所述信号接收电路以将比对结果传输至所述报警触发电路。

可选地，所述电流数据在10a以下时，所述报警装置发出第一报警信息；所述电流数据在10a-100a范围内时，所述报警装置发出第二报警信息；所述电流数据在100a以上时，所述报警装置发出第三报警信息。

可选地，所述电流数据在10a以下，且温度数据低于设定阈值时，所述报警装置发出第一报警信息；所述电流数据在10a-100a范围内，且温度数据低于设定阈值时，所述报警装置发出第二报警信息；所述电流数据在100a以上时，且温度数据高于设定阈值时，所述报警装置发出第三报警信息。

可选地，还包括用于显示电流数据和/或温度数据的显示器。

本发明的有益效果：

1.准确可靠。采用直流电流检测装置和温度检测装置，可综合准确地判断出接地极线路的运行方式，并通过指示灯和/或蜂鸣器等报警装置发出报警信号告知作业人员，以便其采取适用的作业方式。

2.操作方便。本检测装置属于集成式，利用霍尔传感器、温度传感器以及相应电子电路采集信号，并能自行对传感器检测的信号进行判断处理。在检测时，作业人员只需先使两个铁芯打开，在被检测接地极线路置于两个铁芯之间后，再使两个铁芯闭合即可，使用简单方便。

3.操作安全。电流检测装置和温度检测装置安装在绝缘杆上，使得作业人员与被检测接地极线路处于绝缘隔离状态，不会发生触电伤害事故，操作安全可靠。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1示出了根据本发明的一个实施例的接地极线路带电作业安全检测装置的结构示意图。

图2示出了根据本发明的一个实施例的电流检测装置的结构示意图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的电流检测装置的偏置电路拓扑。

图4示出了根据本发明的一个实施例的电流检测装置的不平衡补偿电路拓扑。

图5示出了根据本发明的一个实施例的电流检测装置的放大电路拓扑。

图6示出了根据本发明的一个实施例的电流检测装置的修正电路拓扑。

图7示出了根据本发明的一个实施例的电流检测装置的a/d转换电路拓扑。

图8示出了根据本发明的一个实施例的温度检测装置的电路框图。

图9示出了根据本发明的一个实施例的温度检测装置的比对电路电路拓扑。

图10示出了根据本发明的一个实施例的报警装置的电路框图。

图11示出了根据本发明的一个实施例的报警触发电路拓扑。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一个实施例的接地极线路带电作业安全检测装置的结构示意图。图2示出了根据本发明的一个实施例的电流检测装置的结构示意图。如图1和2，检测装置包括绝缘杆1，检测被测导线表面温度的温度检测装置，设置在绝缘杆1前端检测被测导线电流大小的电流检测装置，显示电流数据和/或温度数据的显示器，以及根据不同的电流数据和/或温度数据发出不同报警信息的报警装置。

参考图2，该电流检测装置包括两个铁芯10，11，驱动两个铁芯10，11开合的驱动部件，霍尔元件12以及电流信号处理电路。两个铁芯10，11呈弧形结构，相对设置，且可开合。铁芯10，11打开时，可将被测导线置于两个铁芯之间；合拢后，形成一个将被测导线包围在内的环状结构，且该环状结构是不封闭的，存在着一个用于放置霍尔元件的间隙13，即：合拢后，两个铁芯10，11的一端是接触，另一端之间存在着间隙13。其中，本发明并不对驱动两个铁芯10，11开合的驱动部件的具体结构作限定，可采用现有技术来实现。

继续参考图2，电流信号处理电路与所述霍尔元件12连接以将所述霍尔元件12检测出的磁通量转化成被测导线的电流数据。电流信号处理电路包括偏置电路、不平衡电压补偿电路、放大电路、修正电路及a/d转换电路，关于这些电路的结构可参考图3～7。霍尔元件12检测出磁通量，并经过偏置电路、不平衡电压补偿电路处理形成电压信号，该电压信号经过放大电路及a/d转换电路处理，转换成数字信号，显示器对该数字信号进行显示。

图8示出了根据本发明的一个实施例的温度检测装置的电路框图。如图8，温度检测装置包括温度传感器4和温度信号处理电路，温度传感器4设置在铁芯内侧面感知被测导线表面的温度，温度信号处理电路与温度传感器4连接以处理温度数据。温度信号处理电路包括放大电路、a/d转换电路、比对电路。比对电路的结构可参考图9，比对电路将温度传感器采集的温度数据与设定阈值进行比较，并将比对结果作为输出信号传输至报警装置。在一种可能的实施方式中，温度的设定阈值可以是45℃。

图10示出了根据本发明的一个实施例的报警装置的电路框图。如图10，报警电路包括信号接收电路、报警触发电路、指示灯、蜂鸣器，所述电流信号处理电路和所述温度信号处理电路分别通过信号接收电路连接触发指示灯和蜂鸣器的报警触发电路。电流信号处理电路的输出信号可以分为三个等级：10a以下；10a-100a；100a以上；温度信号处理电路输出温度是否超高设定阈值的判断信号。信号接收电路通过处理将输入信号转化成报警触发电路的输入信号，报警触发电路经过处理判断接地极线路运行状态，并触发相应的报警指示。其中，报警触发电路的结构可参考图11。

在一种可能的实施方式中，报警规则如下：当接地极线路运行电流检测值在10a以下、温度检测低于45℃，此时报警装置发出第一报警信息，如指示灯不亮、蜂鸣器不发声，表示接地极处于单极金属回线运行方式，可采用停电检修方式；当接地极线路运行电流检测值在10a-100a范围、温度检测低于45℃，此时报警装置发出第二报警信息，如指示灯闪烁、蜂鸣器发出报警声，表示接地极处于双极运行方式，可采用常规带电作业方式；当接地极线路运行电流检测值在100a以上、温度检测高于45℃，此时报警装置发出第三报警信息，如指示灯持续发亮、蜂鸣器发出报警声，表示接地极处于单极大地回线运行，应采用带电作业方式进行并采取相应的高温防护措施。

本发明可将温度检测装置的温度信号处理电路、电流检测装置的电流信号处理电路、报警装置集成在设置在绝缘杆1前端的控制电路板3上，位于绝缘杆1后端的开关2作为本发明接地极线路带电作业安全检测装置的总控制开关。