感应式高压带电开关状态指示器的制作方法

本实用新型属于高压漏电保护技术领域，尤其涉及一种感应式高压带电开关状态指示器。

背景技术：

现今高压设备在电力系统的发电、配电、送电系统中的应用越来越广泛，为了避免操作人员在带电情况下的误操作所造成的人身伤亡和设备损坏，在高压输配电设施上配置带电指示器显得尤为必要。带电指示器是一种直接安装在高压输配电设施上，其能直观显示出高压输配电设施是否带有运行电压的提示性安全装置，当高压输配电设施带有运行电压时，带电指示器上的指示灯发出闪光，从而警示人们高压输配电设施带电，无电时则无指示。

现有技术的高压带电指示器通常使用指示灯的方式进行直接指示。但是，使用LED的方式，容易出现一些影响判断的问题，例如，由LED的电学特性可知，LED的平均正向电流随着正向电压的增大呈现大幅度的线性增长，LED在正向导通后其正向电压的变动将引起LED上电流产生很大的变化，且电流对LED结温影响很大，过大的电流很容易导致LED因结温升高而损坏。LED因电压的变动而损坏，这会影响高压带电指示器的正常应用。

为了解决上述技术问题，人们进行了长期的探索，例如我国专利公开的等电位带电显示装置，[申请号：200420003308.3]，其利用高压设备对地电容电流信号微弱的特点，使输入的驱动电流利用高压带电体对地产生的电容电流来获取，但是正是由于电流过于微弱，LED灯的亮度通常达不到理想状态，同样会影响工作人员准确方便地判断母线是否带电。

针对上述技术问题，中国专利又公开了一种高压带电指示器[申请号：CN201010028066.3]，其内部电路结构包括一整流单元，整流单元的两个输出端分别连接有N个电容C1至Cn串联后构成的电容组C，以及所述电容组C的电容之间串联多个二极管Ln1，在电容组C中每个电容的正极接线和电容组C中每个电容的负极接线部分分别加入多个二极管Ln2和多个二极管Ln3，利用二极管正向导通反向截止的特性，使得电容组C中每个电容或部分电容在串联充电后，又并联在一起放电。这样的话，即使是通过很小的感应极板，也能获取到比较大的对地电容电流，从而使得闪光部件(例如发光二极管)发出非常耀眼的光芒。

但是上述方案仍然存在缺陷，例如，上述方案的整流单元的两个输入端分别连接高压带电一次设备和感应极板，需要接触高压带电一次设备才能够获取到指示信号，并且上述方案的思路还是通过一系列手段将小电流放大，而电为了得到足够电流需要多个电容和二极管配合，致使整体电路过于复杂。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种感应式高压带电开关状态指示器。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：

本实用新型的感应式高压带电开关状态指示器，包括三相高压母线，所述三相高压母线一旁均非接触设置有感应片，每个感应片均依次连接于采样电阻R1和接地端，所述采样电阻R1与感应片的公共端连接于采样信号处理电路的输入端，该采样信号处理电路用于检测感应片与大地之间是否有电流存在，所述采样信号处理电路的输出端连接于CPU处理器以将检测结果发送给所述 CPU处理器，所述CPU处理器连接有状态显示器。

通过上述技术方案，可以不使用LED灯指示，而是根据是否存在电流信号的判断结果，直接由CPU处理器将开关状态显示在状态显示器上，因为这里判断的是有没有电流，不用对电流进行放大处理，也不会因为电流的大小而出现判断偏差，工作人员直接观察状态显示器即可；并且，由于不需要对电流进行放大处理，所以具有更简单的电路结构。

在上述感应式高压带电开关状态指示器中，所述采样信号处理电路包括依次相接的整流器、电容器、稳压管和比较器，所述整流器的两个输入端分别连接于采样电阻R1和接地端，所述整流器的输出端连接于电容器和比较器的正输入端，所述电容器的另一端接地，所述比较器的负输入端分别通过稳压管接地和通过上拉电阻接直流电源，所述比较器的输出端连接于所述CPU处理器。

通过上述技术方案，当母线带电时，整流器输入端有输入值，与大地之间形成电势，这个电势在电容器两端聚集一定能量，并将该能量作为比较器的正输入端，此时比较器的正输入端大于负输入端，比较器输出高电平，将这个高电平信号输送给CPU处理器，CPU处理器就知道母线当前带电了。

在上述感应式高压带电开关状态指示器中，所述采样电阻R1 的阻值为1MΩ。

通过上述技术方案，使用较大阻值的电阻能够将微弱的电流都流向采样信号处理电路端。

在上述感应式高压带电开关状态指示器中，所述感应片由金属材质制成，且呈圆盘状结构。

在上述感应式高压带电开关状态指示器中，所述CPU处理器的输入端还连接有温湿度传感器，所述CPU处理器的输出端还连接有除湿负载，所述温湿度传感器和除湿负载均设置在母线侧。

通过上述技术方案，用于状态指示的CPU处理器同时用于温湿度监测，提高各设备之间的集成度，便于工作人员统一管理和观察。

在上述感应式高压带电开关状态指示器中，所述CPU处理器还连接有通讯模块。

通过上述技术方案，CPU处理器能够通过通讯模块连接至外部设备，例如后台管理器等，将接收到的数据传送给后台管理器供后台管理人员管理和观察，该通讯模块可以为有线通讯或者无线通讯。

附图说明

图1是本实用新型感应式高压带电开关状态指示器的电路结构图；

图2是本实用新型感应式高压带电开关状态指示器的结构框图。

附图标记：母线1；感应片2；采样信号处理电路3；CPU处理器4；状态显示器5；温湿度传感器6；除湿负载7；通讯模块 8；采样电阻R1；上拉电阻R2；整流器G；稳压管D；比较器IC；电容器C；接地端GND。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1和图2所示，本实用新型公开了一种感应式高压带电开关状态指示器，包括三相高压母线1，分别为A相、B相和C 相，所述三相高压母线1一旁，也就是A相母线1的一旁、B相母线1的一旁和C相母线1的一旁均非接触设置有感应片2，该感应片2由金属材质制成，例如铜片，且该感应片2呈圆盘状结构。这里的圆盘状结构包括近似圆盘状结构和正圆盘状结构，例如椭圆形等。

进一步地，每个感应片2均依次连接于采样电阻和接地端 GND，所述采样电阻R1与感应片2的公共端连接于采样信号处理电路3的输入端，该采样信号处理电路3用于检测感应片2与大地之间是否有电流存在，所述采样信号处理电路3的输出端连接于CPU处理器4以将检测结果发送给所述CPU处理器4，所述CPU 处理器4连接有状态显示器5。优选地，状态显示器5可以与CPU 处理器4有线连接，直接设置在CPU处理器4附近，或者与CPU 处理器4无线连接，实现远程显示状态。

这里使用非接触式感应片2感应母线1的高压电能，当母线 1通电时，感应片2与母线1之间会形成电容，使感应片2与大地之间形成具有微弱电流的回路，然后将采样电阻R1设置在大地与感应片2之间，使微弱电流能够流向连接在感应片2与采样电阻R1公共端的信号处理电路，信号处理电路根据处理结果检测感应片2与大地之间是否存在电流信号，然后将检测结果传送给CPU 处理器4，可以不使用LED灯指示，而是直接由CPU处理器4将接收到的信号显示在状态显示器5上，因为这里判断的是有没有电流，不用对电流进行放大处理，具有更简单的电路结构，也不会因为电流的大小而出现判断偏差，工作人员直接观察状态状态显示器5即可。

此外，为了使微弱的电流能够都流向采样信号处理电路3端，这里的采样电阻R1采用阻值较大的电阻，例如1MΩ。

具体地，这里的采样信号处理电路3包括依次相接的整流器 G、电容器C、稳压管D和比较器IC，这里的整流器G使用桥式整流器G，整流器G的两个输入端分别连接于采样电阻R1和接地端 GND，所述整流器G的输出端同时连接于电容器C，以及比较器IC 的正输入端，所述电容器C的另一端接地，所述比较器IC的负输入端分别通过稳压管D接地和通过上拉电阻R2接直流电源，比较器IC的输出端连接于CPU处理器4。

当母线1带电时，整流器G输入端有输入值，整流器G与大地之间形成电势，这个电势在电容器C两端聚集一定能量，并将该能量作为比较器IC的正输入端，此时比较器IC的正输入端大于负输入端，比较器IC输出高电平，将这个高电平信号输送给 CPU处理器4，CPU处理器4接收到高电平后输出该高电平信号给状态显示器5，随后状态显示器5显示带电指示信号，带电指示信号的具体指示方式在此不设限制，可以是以文字方式，显示器上指示灯方式或LED灯方式等。

进一步地，CPU处理器4的输入端还连接有温湿度传感器6， CPU处理器4的输出端还连接有除湿负载7，温湿度传感器6和除湿负载7均设置在母线1侧，温湿度传感器6用于检测母线1周围当前温度和湿度，并将检测结果传输给CPU处理器4。除湿负载7用于根据CPU的控制信号对母线1周围进行除湿工作，由于母线1周围不能温度过高，所以这里使用冷风除湿的方式进行除湿，所以这里的除湿负载7可以使用冷风机。除湿负载7具有除湿功能的同时还能够对母线1进行降温。CPU处理器4可以根据温湿度传感器6检测到的温度和湿度有针对性地控制除湿负载7 工作，当温度或湿度超过阈值时即驱动除湿负载7工作，具体如何判断温度和湿度是否超过阈值属于相当成熟的现有技术，在此不进行赘述。这里将用于状态指示的CPU处理器4同时用于温湿度监测和控制除湿降温，提高各设备之间的集成度，便于工作人员统一管理和观察。

优选地，CPU处理器4还连接有通讯模块8，CPU处理器4能够通过该通讯模块8连接至外部设备，例如后台管理器等，将接收到的数据传送给后台管理器供后台管理人员管理和观察，该通讯模块8可以为有线通讯或者无线通讯。

本实用新型针对现有技术的缺陷提出使用感应片2感应电能，并将感应电能输出给采样信号处理电路3进行是否有电流的判断，最后根据判断结果而发出指示信号的方式进行带电指示，不会因为所感应到电流的大小而影响指示，不用担心电流太大烧坏指示灯，也不用担心电流太小起不到指示作用。所以，这里采样信号处理电路3中的稳压管D、比较器IC和整流器G，以及后续的CPU处理器4型号不作具体限定，本领域技术人员可以根据需要自行选择，此外，上拉电阻R2、电容器C的大小也不做限定，本领域技术人员可以选用能满足要求的任意大小的上拉电阻R2 和电容器C。

需要说明的是，由于A、B、C三相具有一样的采样信号处理电路，所以图1采用简化的方式展示电路图，实际上，A、B、C 三相具有一样的接线电路。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了母线1；感应片2；采样信号处理电路 3；CPU处理器4；状态显示器5；温湿度传感器6；除湿负载7；通讯模块8；采样电阻R1；上拉电阻R2；整流器G；稳压管D；比较器IC；电容器C；接地端GND等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。