CN104459221A - 一种高压电容器的专用放电棒装置 - Google Patents

Abstract

一种高压电容器的专用放电棒装置，它主要包括两个用于挂接高压电器两端的放电端以及分别与两放电端用导线连接的接地线，所述的两个放电端分别固定在两根绝缘棒上，且在放电端与接地线之间串接有一限流电阻；所述的两个放电端中的至少一个放电端与接地线之间还串接有一电压取样电阻，在该电压取样电阻的两端连接有一至少能显示放电工作状态的验电装置；它具有结构简单、实用、新型、安全、合理，较好的适用于高压断路器检测试验现场，能确保人身和设备的安全等特点。

Description

一种高压电容器的专用放电棒装置

技术领域

本发明涉及一种高压电容器的专用放电棒装置，属于电力设备工器具领域。

背景技术

随着我国经济社会高速发展，社会的用电量逐年上升，变电所容量也随着用电量的增加而增加，同时变电所的感性负荷也随之增加，导致功率因数下降，电压下降。因此，为了确保用户的用电质量，在变电所安装的电容器组容量越来越大，单个电容器电容量也随之增大。我们对电容器是常维修、抢修、预试等工作中，在工作前必须对电容器组及单个电容器进行放电，但目前比较理想的放电棒还没有。因为《安规》上有明确规定：电缆及电容器接地前应逐相充分放电，星形接线电容器的中性点应接地、串联电容器及与整组电容器脱离的电容器应逐个多次放电，装在绝缘支架上的电容器外壳也应放电。单个电容器试验前，必须对每个电容器短接并接地，进行长时间多次放电，但目前普通的放电棒不能满足以上条件；同时，对电缆及电容器放电是否完成并没有明确的指示。因此，研制一个电容器专用放电棒，符合《安规》要求，对电容器进行放电，并且能够即时反映电缆及电容器带电情况是非常有必要的。

发明内容

    本发明的目的在于克服上述存在的不足，而提供一种结构简单、易携带、操作方便、通用性强的高压电容器的专用放电棒装置。

本发明是通过如下技术方案来实现的：一种高压电容器的专用放电棒装置，它主要包括两个用于挂接高压电器两端的放电端以及分别与两放电端用导线连接的接地线，所述的两个放电端分别固定在两根绝缘棒上，且在放电端与接地线之间串接有一限流电阻。

所述的两个放电端中的至少一个放电端与接地线之间还串接有一电压取样电阻，在该电压取样电阻的两端连接有一至少能显示放电工作状态的验电装置。

所述的两个放电端与接地线之间各串接有一电压取样电阻，在该电压取样电阻的两端连接有一至少能显示放电工作状态的验电装置；所述的验电装置为常规的电压表或为有常规的分立原件和逻辑器件构成的验电装置，或有小型单片机控制器构成。

所述的小型单片机控制器由ATMEGA16L控制器组成，在该ATMEGA16L控制器的驱动引脚上相连有能发出声光报警信号的报警装置。

本发明具有结构简单、实用、新型、安全、合理等特点，较好的适用于高压断路器检测试验现场，能够即时反映电缆及电容器带电情况，一次完成放电、验电、挂接地线等功能，从而确保人身和设备的安全。

附图说明

图1是本发明的放电验电原理图。

图2是本发明所述的一种验电装置原理框图。

图3是本发明所述的一种验电装置电路原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作详细的介绍：图1所示，本发明所述的一种高压电容器的专用放电棒装置，它主要包括两个用于挂接高压电器1两端的放电端2以及分别与两放电端2用导线连接的接地线3，所述的两个放电端2分别固定在两根绝缘棒4上，且在放电端2与接地线3之间串接有一限流电阻5。

本发明所述的两个放电端2中的至少一个放电端与接地线3之间还串接有一电压取样电阻6，在该电压取样电阻6的两端连接有一至少能显示放电工作状态的验电装置7。

图中所示，所述的两个放电端2与接地线3之间各串接有一电压取样电阻6，在该电压取样电阻6的两端连接有一至少能显示放电工作状态的验电装置7；所述的验电装置为常规的电压表、电流表或为有常规的分立原件和逻辑器件构成的验电装置，或有小型单片机控制器构成。

图2、3所示为本发明所述验电装置的一种，它是由小型单片机控制器构成；所述的小型单片机控制器由ATMEGA16L控制器组成，在该ATMEGA16L控制器的驱动引脚上相连有能发出声光报警信号的报警装置。图3所示为该小型单片机控制器的电路原理图。

图2中包括：高压端信号8，加直流偏置9，主控制器10，自检按键11，电池供电12，声光报警13。

装置通过放电端1用于挂接高压电器的两端，实现电容器放电时需两端短接的功能，验电盒2在电容器放电没有完成时发出声光报警信号提醒试验人员，接电线3用于高压电容器放电和检修接地的功能，绝缘棒4用于将放电端挂接与高压电容器两端，实现挂接放电棒时的绝缘功能，装置相对于传统的放电方式，增加了声光报警和挂接地的功能，大大提高电气试验过程的安全性，保证试验人员和设备安全，提高检修试验工作的效率。

本发明具有如下几个创新点：

 1）具有带电报警功能的电容器专用放电棒，解决普通放电棒无法实现的对电容器的放电功能，有了比较实用、新型、安全、合理的专用工器具；

2）具有带电报警功能的电容器专用放电棒具有全新的主动保护理念，在放电的功能上增加了验电、挂接地线的功能；

3）装置具有验电话声光报警功能，在电容器等具有存储电能功能的设备上放电时，通过声光两种方式提醒试验人员及其他工作人员，设备是否还处于电能还没完全放完状态。

    实施例：如图1所示，本发明所述的电容器带电报警放电棒是对电容器的放电，必须同时由两根放电棒完成；高压电容器两端的电压经接地线回路和两个限流电阻短接，电容上的剩余电荷逐步泄放为零。放电过程中，放电棒高压端的2kΩ取样电阻上流过电流，产生电压信号，由验电盒对电压进行采样、判断和处理。

本发明可以采取常规的分立元件+逻辑芯片的电路方式作为验电装置，但为了提高测量的准确度和控制的灵活性，本发明采用如图2所示的、由4节1.5V钮扣电池串接供电的验电装置，其中包括一小规模控制器，控制器内部的A/D转换器可以对高压信号进行精确的测量，同时引脚直接驱动指示灯和蜂鸣器。

本发明所述的验电装置可以包括一块由指示灯、按键、蜂鸣孔和开关组成面板；指示灯分为高压指示和电量指示，当采样到有高压时，高压指示灯闪烁，电压越高，闪烁越快，达到额定测量的10kV时，指示灯常亮；电量指示分为3档，当按下自检键时，电量大于80%，全亮，电量大于50%，两个亮，电量大于20%，一个亮，如果一个灯都不亮，表示电量太低，不能进行验电操作。电源开关的作用是断开验电盒的供电，起到节约电量的功能。

    图3所示，为了提高验电盒的测量范围和测试精度，设计中并未采用常规的分立元件+逻辑器件的电路模式，而是选用了一款小型单片机控制器，该控制器是ATMEL公司生产的ATMEGA16L；它具有如下特点:16K字节的系统内可编程Flash(具有同时读写的能力，即RWW)，512 字节EEPROM，1K 字节SRAM，32 个通用I/O 口线，32 个通用工作寄存器，用于边界扫描的JTAG 接口，支持片内调试与编程，三个具有比较模式的灵活的定时器/计数器(T/C),片内/外中断，可编程串行USART，有起始条件检测器的通用串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益的ADC ，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI 串行端口，以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。

本发明所述验电装置选用该控制器，主要是应用了其中的模/数转换和省电模式。

输入的交直流电压信号，既有正电压，又有负电压，单片机的ADC输入只能允许正电压，因此，电路通过电阻R8给输入信号提供直流偏置，同时，二极管D1钳位输入信号的幅值，避免超范围的输入信号损坏单片机的ADC通道。这样，输入的交直流信号，通过单片机的模数转换，就可以计算获得实际高压端的电压值，从而根据电压的大小，给予不同程序的告警。

同时，本发明可以将验电装置做成一个验电盒，由于验电盒的体积较小，只能放入很小的电池，因此，电路的低功耗要求也很高。常规的分立元件电路耦电很小，只有uA级别，所以可以长期无开关工作。而单片机的功耗正常时，可达mA级别，为了能提高验电器的电池续航能力，设计中采取了两个措施，一个是增加电源开关，不用时，主动切断电源节约电池能耗；另一个是使单片机在外接无电压时，进入低功耗模式，这时的电源电流也可以减小到uA级别。

内部的供电电池为6V，而单片机的工作电压范围是2.7-5.5V，当电池电压很低仍能正常工作，因此，还可以通过单片机的模数转换器，测量电池的电压值，并给予电量提示。单片机丰富的外接I/O口和灵活的软件编程，让验电器的功能复杂性和测量精度有了质的提高。

Claims (4)

1.一种高压电容器的专用放电棒装置，它主要包括两个用于挂接高压电器两端的放电端以及分别与两放电端用导线连接的接地线，其特征在于所述的两个放电端分别固定在两根绝缘棒上，且在放电端与接地线之间串接有一限流电阻。

2.根据权利要求1所述的高压电容器的专用放电棒装置，其特征在于所述的两个放电端中的至少一个放电端与接地线之间还串接有一电压取样电阻，在该电压取样电阻的两端连接有一至少能显示放电工作状态的验电装置。

3.根据权利要求1或2所述的高压电容器的专用放电棒装置，其特征在于所述的两个放电端与接地线之间各串接有一电压取样电阻，在该电压取样电阻的两端连接有一至少能显示放电工作状态的验电装置；所述的验电装置为常规的电压表或为有常规的分立原件和逻辑器件构成的验电装置，或有小型单片机控制器构成。

4.根据权利要求3所述的高压电容器的专用放电棒装置，其特征在于所述的小型单片机控制器由ATMEGA16L控制器组成，在该ATMEGA16L控制器的驱动引脚上相连有能发出声光报警信号的报警装置。