CN105158548A - 一种新型高压验电器 - Google Patents

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王时哲
尹正伏
姚玉存
王军
石峰
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Abstract

本发明涉及用于高电压系统检测设施是否带电的检测装置，尤其是一种新型高压验电器。其特点是：包括探测电极触头，该探测电极触头通过负逻辑或非门集成电路与声光报警器连接，从而能在检测到无电时报警而在检测到有电时不报警；还包括直流电源，该直流电源分别与前述的负逻辑或非门集成电路和声光报警器连接从而供电。本发明属于多用途多功能、便携式工频高压验电器，实现了检测准确可靠，结构灵巧轻便，造价成本低廉，方法可行简单的效果。并且还具有如下优点：1、采用负逻辑低电平触发控制，声光报警双重显示，做到电力安全工器具本质安全化，确保现场检测工作安全可靠。

Description

一种新型高压验电器
技术领域
本发明涉及用于高电压系统检测设施是否带电的检测装置，尤其是一种新型高压验电器。
背景技术
在电力系统设施上(如发电厂、变配电所内高压电气设备及输配电线路等)已采用了在线监测技术手段，开展运行实时状态监视分析。有针对性地检测并判定系统设施是否良好状态，作为是否进行检修维护的判断依据之一。高压电力设施检修作业主要采用停电作业法。验电器是一种探测对电力设施进行检修时，是否满足安全作业条件的专用检测装置。通过能否检测出电力设施的高压端纽对大地之间，流过其表面的杂散电容电流，以检验电力设施其是否带有工频运行电压，从而可以避免发生带电装设接地线误操作的恶性事故，确保停电检修时作业人员人身安全，目前广泛应用于电力系统高压设施检修工作过程当中。
按照《国家电网公司电力安全工作规程(Q/GDW1799.2--2013)》中“保证安全的技术措施”规定：在停电线路工作地段装接地线前，要先验电，验明线路确无电压后再进行检修作业。具体步骤是：1、停电。2、验电。3、接地。4、使用个人保安线。5、悬挂标示牌和装设遮栏。
按照规定：验电应使用相应电压等级、合格的接触式验电器来判断高压端是否确无电压。判断时，至少应有两个非同样原理或非同源的指示发生对应变化，且所有这些确定的指示均已同时发生对应变化，才能确认该设备已无电。已公开的中国发明专利名称：高压验电器(专利号ZL201320004983.7，授权公告号CN203037724U,授权公告日2013年07月03日)，制作成为“与非门”正逻辑形式声光显示报警装置，即：有电时(高压，输出为1)，必报警；无电时(低压，输出为0)，不报警。
其不足之处是，由于制造组装、运输、保管、使用等环节的种种不明原因，在验电器长期、反复频繁操作过程当中极有可能发生：1、探测电极触头与电感器L、电阻器R以及三极管T之间串联连接焊点断开，势必不能正常检测。2、发光二极管LED(红色)，以及蜂鸣器(压电陶瓷片)损坏，势必不会声光报警。3、电源电池耗尽，或集成电路IC损坏，势必不能输出驱动报警。4、如果未能正确选择相应电压等级的验电器，势必报警显示失灵等等情况。开始检测操作时，当电极触头探测到电力设施高电压端纽上规定的测点位置，必然造成无电假象，直接威胁着检修作业人员的人身安全，成为电力生产的重大安全隐患。迫切需要提出切实可行解决方案。虽然按《国家电网公司电力安全工器具预防性试验规程》的要求，执行“启动电压值不高于额定电压的40％，不低于额定电压的15％”的试验标准。但是在这个标准条件下，验电器的启动电压偏高，灵敏度偏低。将随着交流超高压750kV，1000kV及以上特高压电网线路投入运行，试验启动电压的继续升高，灵敏度必将随之而降低。存在着技术缺陷方面问题。因此在充分考虑高压验电器电子元件特性变化的因素，在满足《试验规程》规定前提下，有必要对这种类型的高压验电器进行技术性改进，增强其在非均匀交变电场中工作时的抗干扰能力，并保证其足够高的灵敏度。
发明内容
本发明的目的是提供一种检测准确可靠，结构灵巧轻便，造价成本低廉的新型高压验电器。
一种新型高压验电器，其特别之处在于：包括探测电极触头，该探测电极触头通过负逻辑或非门集成电路与声光报警器连接，从而能在检测到无电时报警而在检测到有电时不报警；还包括直流电源，该直流电源分别与前述的负逻辑或非门集成电路和声光报警器连接从而供电。
其中探测电极触头包括串联在一起的第一电感和第一电阻，该第一电阻在与第一三极管的基极连接的同时还通过第二电阻与该第一三极管的发射极连接，该第一三极管的集电极作为信号输出端。
其中负逻辑或非门集成电路包括由四2输入正向或非门、外接电阻和外接电容组成的可控振荡器，从而能输出方形波，该可控振荡器的输入端与第一三极管的集电极连接而其输出端接声光报警器。
其中声光报警器包括由两只对称的功率开关管组成的互补推挽式功率放大电路，该互补推挽式功率放大电路分别与压电陶瓷片和发光二极管连接。
其中还包括试验按钮电路，该试验按钮电路的输入端与直流电源连接而其输出端与声光报警器连接。
本发明属于多用途多功能、便携式工频高压验电器，实现了检测准确可靠，结构灵巧轻便，造价成本低廉，方法可行简单的效果。并且还具有如下优点：1、采用负逻辑低电平触发控制，声光报警双重显示，做到电力安全工器具本质安全化，确保现场检测工作安全可靠。2、检测交流输电线路和电力设备上是否带有工频高压电压，且携带方便，适用于野外现场作业。3、自检测功能：本验电器报警电路处于连续监控状态，如果声光讯号正常就具有自检测功能。
附图说明
附图1为本发明的原理框图；
附图2为本发明的电路原理图。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明涉及一种新型高压验电器，包括探测电极触头，该探测电极触头通过负逻辑或非门集成电路与声光报警器连接，从而能在检测到无电时报警而在检测到有电时不报警；还包括直流电源，该直流电源分别与前述的负逻辑或非门集成电路和声光报警器连接从而供电。
其中探测电极触头包括串联在一起的第一电感L1和第一电阻R1，该第一电阻R1在与第一三极管T1的基极连接的同时还通过第二电阻R2与该第一三极管T1的发射极连接，该第一三极管T1的集电极作为信号输出端。
其中负逻辑或非门集成电路IC包括由四2输入正向或非门、外接电阻和外接电容组成的可控振荡器，从而能输出方形波，该可控振荡器的输入端与第一三极管T1的集电极连接而其输出端接声光报警器。
其中声光报警器使用两只互补型的三极管T1和T2组成推挽式功率放大电路，分别与压电陶瓷片和发光二极管连接。另外还包括试验按钮电路，该输入端与直流电源连接而其输出端与声光报警器连接，从而作为测试之用。
实施例1：
下面就本发明进行详细的描述：
结合附图1原理框图阐述改进的高压验电器原理：当探测电极触头触及电力设施高电压端纽时，输入高电平(或低电平)，连接着负逻辑或非门集成电路输出低电平(或高电平)，驱动声光报警器(或不报警工作)。电池盒提供工作电源。
结合附图2对本发明说明高电压检测报警器工作原理：采用CMOS四2输入正向或非门(IC)CC4001(D)集成电路，形成负逻辑低电平触发控制，即：“无电时(低压，输出为1)，必报警；有电时(高压，输出为0)，不报警。
结合附图2对本发明说明高电压检测报警器操作过程：
使用前必须检验本发明高压验电器的完好性。首先将电池开关按钮AN1手动闭合，然后按动试验按钮AN2进行验电器可靠性检验。集电极电阻R3和集电极电阻R4为串联分压，保证发射结为正向偏置，集电结为反向偏置。同时可将变化的电流信号转变为变化的电压信号,输入至或非门IC的⑧脚和⑨脚)(限流电阻R5保证在试验按钮AN2短接时的电流幅值，避免或非门IC损坏；电容器C1起到“隔直通交”作用，隔离输入-输出与电路直流的联系，同时能使交流信号顺利地输入-输出通道)。此时四2输入正向或非门ICCC4001(D)的Vss端即⑦脚接地(公共端)，输入端⑧脚和⑨脚变为高电平，⑩脚输出低电平，⑿脚和⒀脚输入端变为低电平，⑾脚输出高电平，⑤脚输入高电平，则④脚输出为低电平状态。第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第二电容器C2与另外两个或非门组成的可控振荡器被触发起振。在③脚输出方形波。在外激励方波信号的控制下轮流交替导通与截止，控制第二三极管T2、第三三极管T3轮流断续导通，驱动压电陶瓷片Y1和两个串联的发光二极管LED1、LED2(两个发光二极管均为红色)。分别放置在可伸缩绝缘操作杆顶端的两个侧面，利于能清楚地观察到LED的红色发光正常工作。
限流电阻R9保证发光二极管LED1和LED2的电流幅值避免烧坏，辅助电路的限流电阻R10和电阻R11保证压电陶瓷片Y1的电流幅值，避免因电流过大而损坏，电感器L2起到“续流线圈”作用，限制推挽式功率放大电路的方波信号前沿上升、或后沿下降波幅的陡度，解决了在两只推挽管轮换工作开始和终了节点的时刻，出现输出信号不能很好衔接而造成严重失真问题。断续导通发出声光信号报警。因为验电器处于临近高电压状态，证明其性能完好正常。
然后进行验电操作。当探测电极触头由远至近逐步地渐渐靠近电力设施高电压端纽，直至接触到规定的测点时，由第一电阻R1、第一电感(L1)L1串联电路与第一三极管(T1)T1组成感应检测源，致使第一三极管(T1)T1导通进而使四2输入正向或非门(IC)CC4001(D)输入端⑧脚和⑨脚变为低电平，⑩脚输出高电平，⑿脚和⒀脚输入端为高电平，⑾脚输出低电平，⑤脚输入低电平，则④脚输出为高电平状态。三极管T2和T3为轮流导通/截止状态，即正常工作时，每次只有一个导通。高电压检测报警器由导通状态变换为关断(截止)状态，停止声光信号报警。
本发明实施例1的功能与特点：
1、采用负逻辑低电平触发控制，声光报警双重显示，做到电力安全工器具本质安全化，确保现场检测工作安全可靠。
2、检测高压交流输电线路和电力设备上是否带有工频电压，且多用途，多功能，方便携带，适用于野外现场作业。
3、自检测功能：本验电器报警电路处于连续监控状态，如果声光讯号正常就具有自检测功能。
本发明的高电压检测报警器工作电压9V，由6粒CSR44纽扣电池供电。电路静态电流≤11μA，使用寿命约5000次。
主要技术指标：
1、适用额定电压等级：110kV，220kV,330kV；
2、工作频率：50Hz；
3、适用温度：-25℃～+65℃；
4、相对湿度：≤90％；
5、海拔：2000米及以下；
6、闪光报警效果：高亮度强闪光，6米以内清晰可辨；
7、闪光频率：40～60次/min(可调)；
8、音频增益：≥80dB(可调)；
9、使用场合：户内，户外，无雨天气；
10、外形尺寸：Φ60×1000mm；
11、试验启动电压Ut：15％Uф≤Ut≤40％Uф(其中Uф代表额定相电压)，符合《国家电网公司安全工器具管理规定》和《电力安全工器具预防性试验规程》的要求。
该高压验电器符合《高压带电显示装置技术条件(DL/T538-2006)》和《电容型验电器(DL740-2000)》有关技术指标的综合要求。
本实施例未叙述的部分与现有常规技术手段相同。

Claims (5)

1.一种新型高压验电器，其特征在于：包括探测电极触头，该探测电极触头通过负逻辑或非门集成电路与声光报警器连接，从而能在检测到无电时报警而在检测到有电时不报警；还包括直流电源，该直流电源分别与前述的负逻辑或非门集成电路和声光报警器连接从而供电。
2.如权利要求1所述的一种新型高压验电器，其特征在于：其中探测电极触头包括串联在一起的第一电感(L1)和第一电阻(R1)，该第一电阻(R1)在与第一三极管(T1)的基极连接的同时还通过第二电阻(R2)与该第一三极管(T1)的发射极连接，该第一三极管(T1)的集电极作为信号输出端。
3.如权利要求2所述的一种新型高压验电器，其特征在于：其中负逻辑或非门集成电路(IC)包括由四2输入正向或非门、外接电阻和外接电容组成的可控振荡器，从而能输出方形波，该可控振荡器的输入端与第一三极管(T1)的集电极连接而其输出端接声光报警器。
4.如权利要求1所述的一种新型高压验电器，其特征在于：其中声光报警器包括由两只对称的功率开关管组成的互补推挽式功率放大电路，该互补推挽式功率放大电路分别与压电陶瓷片和发光二极管连接。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的一种新型高压验电器，其特征在于：其中还包括试验按钮电路，该试验按钮电路的输入端与直流电源连接而其输出端与声光报警器连接。
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