CN107607900A - 一种新型验电器校验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型验电器校验装置，包含交流高压发生器和验电器校验支架；验电器校验支架包含绝缘支架、多个盒体及金属杆；各盒体并列固定于绝缘支架上；盒体本身为绝缘体，在各盒体内均设有传感单元通信装置；各盒体的一端均设有开孔；在盒体的内壁还设有绝缘隔音层；金属杆横贯并列的各个盒体；交流高压发生器包含无线接收模块、交互模块、电源模块、控制模块、中频输出模块、高频变压器、倍压电路以及逆变模块；控制模块与中频输出模块相连，中频输出模块的输出与高频变压器、倍压电路以及逆变模块依次串接；无线接收模块输出与控制模块的输入相连；控制模块与交互模块电连接；本发明自动化程度高，提高了效率与准确度。

Description

一种新型验电器校验装置

技术领域

本发明涉及高压电力安检设备领域，具体涉及一种新型验电器校验装置。

背景技术

高压验电器是用于检测高压电气设备上是否存在电压的一种便携式验电装置，当存在高于阈值的电压时会触发高压验电器的报警，为了确保高压验电器的工作效能，需要定期进行启动电压的效验。目前针对验电器启动电压的校验中需使用操作箱、试验变压器进行逐渐升压，效验电压在达到高压验电器额定电压的15％-40％范围内高压验电器是否报警，升压过程中需多次调节电压，并需要试验人员戴绝缘手套将验电器绝缘杆抽出后，用验电器的接触电极与试验变压器可靠接触进行校验，一次只能进行单个验电器试验。这种校验方式存在的缺点是：试验时间较长，无法实现批量校验，工作效率较低；试验设备的数量较多，接线操作比较繁琐，另外需要试验人员人工读取、记录并计算校验器的启动电压范围，测量精度、自动化程度较低；试验装置的安全系数较低，高压验电器绝缘伸缩杆或绝缘手套质量不合格，可能在验电过程中对试验人员人身造成伤害，存在一定得安全隐患。因此，有必要进行深入研究。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种新型验电器校验装置，其目的在于提高工作效率、降低经济成本并保证人身安全。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种新型验电器校验装置，包含交流高压发生器和验电器校验支架；

所述验电器校验支架包含绝缘支架、多个盒体及金属杆；各盒体并列固定于绝缘支架上，盒体内用于放置待校验高压验电器；盒体本身为绝缘体，在各盒体内均设有传感单元通信装置，以感应高压验电器的报警信号并传递给交流高压发生器；各盒体的一端均设有开孔；在盒体的内壁还设有绝缘隔音层；所述金属杆横贯并列的各个盒体，以便放入盒体的高压验电器接触电极与之相接；

所述交流高压发生器包含无线接收模块、交互模块、电源模块、控制模块、中频输出模块、高频变压器、倍压电路以及逆变模块；所述控制模块与中频输出模块相连，中频输出模块的输入与外部电源相接，中频输出模块的输出与高频变压器、倍压电路以及逆变模块依次串接；所述无线接收模块用于接收各传感单元通信装置发出的信号，其输出与控制模块的输入相连；控制模块与交互模块电连接；所述电源模块提供控制模块、无线接收模块、交互模块所需用电。

本发明使用时，每个盒体对应放入一个将待校验的高压验电器，并使高压验电器的接触电极接触金属杆，金属杆的一端与交流高压发生器的高压输出端电性相连；启动交流高压交流发生器，当交流高压发生器的电压达到某一高压验电器的启动电压时将会产生声光报警，该声光信号触发该盒体中的传感单元通信装置发射信号。该信号被交流高压发生器上安装的无线接收模块捕捉，传递信号给交流高压发生器的控制模块，获得触发报警的当前高压产生值，处理后发送交互模块显示。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

⑴、自动化程度高，实现多路验电器的同时批量校验，提高了效率与准确度；

⑵、验电器校验支架代替人工手持验电器进行试验，更加安全可靠；

⑶、采用逆变的电子式交流发生装置，设备体积和容量减小，携带更加方便；

⑷、交流高压发生器上的交互模块直接显示电压及触发电压信息，更加直观；

⑸、以验电器的报警触发传感单元通信装置，设置的记录点使校验更加准确有效；

⑹、校验装置结构简单，便于生产和操作，利于推广。

附图说明

图1为实施例的电路原理逻辑框图。

图2为实施例的结构组成示意图。

图3为实施例中电源模块的电路原理图。

图4为实施例的中频输出模块电路原理图。

图5为实施例中倍压电路、分压模块的电路原理图。

图6为实施例中控制模块及AD转换模块的电路原理图。

图7为实施例中无线接收模块和按键模块电路。

图8为实施例中传感单元通信装置的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。

一种新型验电器校验装置，如图1、图2所示，包含交流高压发生器1和验电器校验支架；所述验电器校验支架包含绝缘支架6、多个盒体2及金属杆3；各盒体2并列固定于绝缘支架6上，盒体2内用于放置待校验高压验电器；盒体2本身为绝缘体，在各盒体2内均设有传感单元通信装置，以感应高压验电器的报警信号并传递给交流高压发生器；各盒体2的一端均设有开孔4；在盒体2的内壁铺设吸音棉作为绝缘隔音层，以避免高压验电器在报警时误触发相邻盒体2内的传感单元通信装置；所述金属杆3横贯并列的各个盒体2，以便放入盒体2的高压验电器接触电极与之相接；绝缘支架6的有效绝缘高度或不低于840mm，一方面保证安全性，适于10kv等级高压验电使用，另一方面等效替换掉高压验电器的绝缘部分，便于待校验部分的脱离放置与检验。

所述交流高压发生器1包含无线接收模块、交互模块、电源模块、控制模块、中频输出模块、高频变压器、倍压电路以及逆变模块；所述控制模块与中频输出模块相连，中频输出模块的输入与外部电源相接，中频输出模块的输出与高频变压器、倍压电路以及逆变模块依次串接；所述无线接收模块用于接收各传感单元通信装置发出的信号，其输出与控制模块的输入相连；控制模块与交互模块电连接；所述电源模块提供控制模块、无线接收模块、交互模块所需用电。为便于连接及保证安全，设置高压输出端在交流高压发生器1的侧壁，金属杆3外层包覆了绝缘层，设置交互单元的显示屏7在交流高压发生器1的顶部或高压输出端所在侧壁的相对面，所述无线接收模块通过高度可调支杆设置于交流高压发生器1的顶部，以便于在高度上接近传感单元通信装置。

电源模块的结构如图3所示，市电AC220的L线和N线分别与电源开关S1的输入端两侧相连接，电源开关S1的输出端的两侧分别与变压器T1的一次侧两端相连接，变压器T1的二次侧两端分别与整流桥B1的输入连接，整流桥B1的正极输出与电解电容C1的一端、电容C2的一端、三端稳压管Z1的输入端相连接，整流桥B1的负极输出与电解电容C1的另一端、电容C2的另一端、三端稳压管Z1的公共地GND相连接，三端稳压管Z1的输出端Vout是系统的5V电源端，三端稳压管Z1的公共地GND是系统的5V负极。

中频输出模块的结构如图4所示，市电AC220的L线和N线分别与电源开关S1的输入端两侧相连接，电源开关S1的输出端的两侧分别整流模块B2的输入相连，整流模块B2的输出正极与电解电容C9的正端、MOS管Q1的漏极相连，整流模块B2的输出负极与电解电容C9的负端、MOS管Q2的源极相连，MOS管Q1的源极与MOS管Q2的漏极相连。变压器T2的一次侧两端分别与电源模块正极输出端、单片机U1的第18脚相连，变压器T2的二次侧的一端抽头与电阻R4的一端、稳压二极管D6的负极相连，稳压二极管D6的正极与二极管D7的正极相连，二极管D7的负极与二极管D8的正极、电阻R1的一端、三极管Q3的基极相连，二极管D8的负极与三极管Q3的集电极、电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与稳压二极管D9的负极、MOS管Q1的栅极相连，变压器T2的二次侧的中间另个抽头短接并且与电容C11的一端、稳压二极管D10的负极、MOS管Q1的源极相连,稳压二极管D10的正极与稳压二极管D9的正极相连，电阻R1的另一端与三极管Q3的发射极、电容C11的另一端、二极管D11的正极相连，二极管D11的负极与电阻R4的另一端、变压器T2的二次侧的另一端抽头相连。变压器T3的一次侧两端分别与电源模块正极输出端、单片机U1的第19脚相连，变压器T3的二次侧的一端抽头与电阻R5的一端、稳压二极管D12的负极相连，稳压二极管D12的正极与二极管D13的正极相连，二极管D13的负极与二极管D14的正极、电阻R6的一端、三极管Q4的基极相连，二极管D14的负极与、三极管Q4的集电极、电阻R7的一端相连，电阻R7的另一端与稳压二极管D15的负极、MOS管Q2的栅极相连，变压器T3的二次侧的中间另个抽头短接并且与电容C12的一端、稳压二极管D16的负极、MOS管Q2的源极相连,稳压二极管D16的正极与稳压二极管D15的正极相连，电阻R6的另一端与三极管Q4的发射极、电容C12的另一端、二极管D17的正极相连，二极管D17的负极与电阻R5的另一端、变压器T3的二次侧的另一端抽头相连。MOS管Q1的漏极和MOS管Q2的源极分别作为控制器的中频输出与交流升压的输入相连接。

该模块的主要作用是：将市电AC220V进行整流，然后把这个带脉动的直流信号分别接在MOS管Q1的漏极和MOS管Q2的源极，用单片机控制两组三极管使其进行高频率的开关工作状态，这样就能使两个MOS管也工作在开关状态，这样就实现了将直流信号转换为中频的电压进行输出，再由高频变压器进行初级升压，最后再通过倍压电路将电压输出再次升高至所需电压范围。单片机通过改变三极管的开关频率来改变输出中频信号的占空比，从而实现调压功能；通过D9、D10、D6、D7、D8、D11、Q3、R1、R3、R4、C11与带中心抽头的变压器T2，以及D12、D13、D14、D15、D16、D17、Q4、R5、R6、R7、C12与带中心抽头的变压器T3的连接结构实现电压变换与保护；当单片机做周期性高低电压输出的时候，D18、D19、D20、D21、C13、C14、C15、C16不仅防止了变压器中电感的过冲影响，维持了直流的稳定性，同时也保护了单片机的输出端口。

倍压电路与分压模块电路如图5所示，其中倍压电路由电容C31～C41，二极管D31～D41组成；分压模块由电阻R31、R32组成；中频输出模块的输出两端分别与高频变压器T1的一次绕组的两侧相连，高频变压器T1的二次绕压的一端与二极管D31的正极、高压电容C32的负极相连，高频变压器T1的二次绕压的另一端与高压电容C31的负极相连，高压电容C31的正极与二极管D31的负极、二极管D32的正极、高压电容C33的负极相连，高压电容C32的正极与二极管D32的负极、二极管D33的正极、高压电容C34的负极相连，高压电容C33的正极与二极管D33的负极、二极管D34的正极、高压电容C35的负极相连，高压电容C34的正极与二极管D34的负极、二极管D35的正极、高压电容C36的负极相连，高压电容C35的正极与二极管D35的负极、二极管D36的正极、高压电容C37的负极相连，高压电容C36的正极与二极管D36的负极、二极管D37的正极、高压电容C38的负极相连，高压电容C37的正极与二极管D37的负极、二极管D38的正极、高压电容C39的负极相连，高压电容C38的正极与二极管D38的负极、二极管D39的正极、高压电容C40的负极相连，高压电容C39的正极与二极管D39的负极、二极管D40的正极、高压电容C41的负极相连，高压电容C40的正极与二极管D40的负极、二极管D41的正极相连，高压电容C41的正极与二极管D41的负极相连，高压电容C41正极与高压电容C1的负极作为直流高压输出端。输出端分别与高压逆变器的输入端相连，高压逆变器的输出一端与电阻R31一端相连，高压逆变器的输出另一端与电阻R32一端、高压地相连，电阻R31的另一端与电阻R32的另一端相接，电阻R32上的电压作为采样电压与主控制器中AD转换模块相连。

该部分电路的主要作用是：通过高频变压器T1将主控制器输出的中频输出电压先放大，然后在通过5级倍压电路将电压信号放大32倍，所输出的电压为直流电压，再通过高压逆变器将直流高压转换为交流高压，并通过由电阻R32、R31构成的分压电路进行分压取样，进行交流高压的测量；通过倍压电路升高电压后电流相应大幅降低，在高压试验中提供了安全保证。

AD转换模块与控制模块的电路原理与如图6所示，AD转换模块包含芯片AR2，选用AD736高精度AD转换芯片；控制模块包含单片机U1，单片机U1选用芯片STC12C5A60S2；分压输入接口的第1脚接5V电源参考地，分压输入接口的第1脚与芯片AR2的第2脚、二极管D2的负极、二极管D4的正极相连，芯片AR2选用AD736高精度AD转换芯片，以保证数据精度；二极管D2的正极接电源模块正极输出端，二极管D4的负极接5V电源参考地，芯片AR2的第1脚与芯片AR2的第8脚、电容C3的一端、5V电源参考地相连，芯片AR2的第3脚与电解电容C6的负极相接，芯片AR2的第4脚与电解电容C5的负极、电容C4的一端相连，电容C4的另一端接5V电源参考地，芯片AR2的第5脚与电解电容C5的正极相连，芯片AR2的第6脚与电解电容C6的正极、单片机U1的第26脚相连，芯片AR2的第7脚与电容C3的另一端、电源模块正极输出端相连。

该部分电路的主要作用是：通过分压电路将系统输出电压转换为幅值较小的交流信号，再把该交流小信号输入给真有效值AD转换芯片AR2。该芯片和其简单的外围电路能够将交流小信号转换为等同其有效值的直流信号，然后输入给单片机U1。再由单片机内部的AD转换模块将模拟信号转换为数字信号，通过显示器进行显示。

如图7所示，无线接收模块包含无线接收器JN1、JN2，选用PT2272接收器，JN2的第1脚接5V电源参考地，无线接收器JN2的第2脚接电源模块正极输出端，无线接收器JN2的第3、4、5、6脚分别与单片机U1的第37、36、35、34脚对应相接，无线接收器JN2的第7脚悬空不接。无线接收器JN1的第1脚接5V电源参考地，无线接收器JN1的第2脚接电源模块正极输出端，无线接收器JN1的第3、4、5、6脚分别与单片机U1的第33、32、31、30脚对应相接，无线接收器JN1的第7脚悬空不接。按键S2的一端与单片机U1的第17脚相连，按键S3的一端与单片机U1的第28脚相连，按键S4的一端与单片机U1的第39脚相连，按键S2、S3、S4的另一端短接并接5V电源参考地；所述交互模块除按键S2、S3、S4外，还包含与单片机U1连接的LCD显示器，此部分为现有技术，在此不作赘述。

该部分电路的主要作用是：单片机通过扫描按键S2/S3/S4的输入口的电平的变化，决定控制器发出的命令指示，主要包括对系统电压的设置以及对校验试验的启动和停止。另外，单片机需要连续扫描两个无线接收接收器所对应的I/O口，当某盒体中的高压验电器报警时，高压验电器安装盒体内的发射器就会被触发并发射信号，与该路发射器对应的无线接收器接收信号后会产生高电平，这样就会被单片机识别，达到无线判别验电器是否报警的功能。

所述传感单元通信装置如图8电路所示，传感单元SG1为声光传感器，传感单元SG1的第1脚接电源模块输出的5V正极，传感单元SG1的第2脚接电源模块输出的5V负极，传感单元SG1的第3脚与三极管Q6的发射极、5V负极相接，传感单元SG1的第4脚与电阻R22的一端相接,电感L1的一端与5V正极相连，电感L1的另一端与电容C21的一端、电阻R21的一端、晶振Y2的一端、电感L2的一端相连，电感L2的另一端与电容C22的一端、三极管Q6的集电极相连，电容C22的另一端与发射天线相连，电容C21的另一端与三极管Q5的集电极、三极管Q6的发射极相连，电阻R21的另一端与晶振Y2的另一端、三极管Q6的基极相连。该电路模块的主要作用是盒体内的高压验电器开始报警时，发出声光信号。声光信号传感器接收到声光信号后将产生高电平，触发右侧的发射装置给对应的接收器发射信号。当接收器接收到信号后就会记录当前的电压值并且计算并显示出该路验电器的启动电压百分比。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，本领域的技术人员应当理解，对技术方案进行修改或者等同替换均涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种新型验电器校验装置，其特征在于：包含交流高压发生器和验电器校验支架；

所述验电器校验支架包含绝缘支架、多个盒体及金属杆；各盒体并列固定于绝缘支架上，盒体内用于放置待校验高压验电器；盒体本身为绝缘体，在各盒体内均设有传感单元通信装置，以感应高压验电器的报警信号并传递给交流高压发生器；各盒体的一端均设有开孔；在盒体的内壁还设有绝缘隔音层；所述金属杆横贯并列的各个盒体，以便放入盒体的高压验电器接触电极与之相接；

所述交流高压发生器包含无线接收模块、交互模块、电源模块、控制模块、中频输出模块、高频变压器、倍压电路以及逆变模块；所述控制模块与中频输出模块相连，中频输出模块的输入与外部电源相接，中频输出模块的输出与高频变压器、倍压电路以及逆变模块依次串接；所述无线接收模块用于接收各传感单元通信装置发出的信号，其输出与控制模块的输入相连；控制模块与交互模块电连接；所述电源模块提供控制模块、无线接收模块、交互模块所需用电。

2.如权利要求1所述的一种新型验电器校验装置，其特征在于：所述传感单元通信装置包含传感器与射频发射器，传感器的输出与射频发射器相连；所述传感器包含声音传感器、光传感器或声光传感器中的其中一种。

3.如权利要求1所述的一种新型验电器校验装置，其特征在于：所述交流高压发生器还包含分压模块与AD转换模块，分压模块的输入与逆变模块的输出相连，分压模块的输出与AD转换模块的输入相连，AD转换模块的输出与控制模块的输入相连。

4.如权利要求1所述的一种新型验电器校验装置，其特征在于：所述无线接收模块包含两路无线接收器PT2272，分别与控制模块相连。

5.如权利要求1所述的一种新型验电器校验装置，其特征在于：所述传感单元通信装置包含声光传感器，声光传感器输出连接有无线调制模块；所述无线调制模块的整体结构为共射极放大电路，所述共射极放大电路的集电极与电源模块的正极供电端之间为高频调制电路；所述高频调制电路包含三极管Q6、晶振Y2、电阻R21、电容C21、电感L2、电感L1、电容C22与天线ANT；其中，电感L1的一端与电源模块的正极供电端相连，电感L1的另一端与电容C21的一端、电阻R21的一端、晶振Y2的一端、电感L2的一端相连，电感L2的另一端与电容C22的一端、三极管Q6的集电极相连，电容C22的另一端与天线ANT相连，电容C21的另一端与三极管Q6的发射极相连，电阻R21的另一端与晶振Y2的另一端、三极管Q6的基极相连；三极管Q6的发射极与共射极放大电路的集电极相连。

6.如权利要求1所述的一种新型验电器校验装置，其特征在于：所述中频输出模块包含整流模块B2、MOS管Q1、MOS管Q2、稳压二极管D6、D9、D10、D12、D15、D16、D18、D19、D20、D21，带中心抽头的变压器T1、带中心抽头的变压器T2、二极管D7、D8、D11、D13、D14、D17,电阻R1、R3、R4、R5、R6、R7，电容C9、C11、C12、C13、C14、C15、C16、三极管Q3、Q4；整流模块B2的输入对应与外部交流电相连，整流模块B2的输出正极与电解电容C9的正端、MOS管Q1的漏极相连，整流模块B2的输出负极与电解电容C9的负端、MOS管Q2的源极相连，MOS管Q1的源极与MOS管Q2的漏极相连，变压器T2的一次侧两端分别与电源模块正极输出端、单片机U1的第18脚相连，变压器T2的二次侧的一端抽头与电阻R4的一端、稳压二极管D6的负极相连，稳压二极管D6的正极与二极管D7的正极相连，二极管D7的负极与二极管D8的正极、电阻R1的一端、三极管Q3的基极相连，二极管D8的负极与三极管Q3的集电极、电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与稳压二极管D9的负极、MOS管Q1的栅极相连，变压器T2的二次侧的中间另个抽头短接并且与电容C11的一端、稳压二极管D10的负极、MOS管Q1的源极相连,稳压二极管D10的正极与稳压二极管D9的正极相连，电阻R1的另一端与三极管Q3的发射极、电容C11的另一端、二极管D11的正极相连，二极管D11的负极与电阻R4的另一端、变压器T2的二次侧的另一端抽头相连，变压器T3的一次侧两端分别与电源模块正极输出端、单片机U1的第19脚相连，变压器T3的二次侧的一端抽头与电阻R5的一端、稳压二极管D12的负极相连，稳压二极管D12的正极与二极管D13的正极相连，二极管D13的负极与二极管D14的正极、电阻R6的一端、三极管Q4的基极相连，二极管D14的负极与、三极管Q4的集电极、电阻R7的一端相连，电阻R7的另一端与稳压二极管D15的负极、MOS管Q2的栅极相连，变压器T3的二次侧的中间另个抽头短接并且与电容C12的一端、稳压二极管D16的负极、MOS管Q2的源极相连,稳压二极管D16的正极与稳压二极管D15的正极相连，电阻R6的另一端与三极管Q4的发射极、电容C12的另一端、二极管D17的正极相连，二极管D17的负极与电阻R5的另一端、变压器T3的二次侧的另一端抽头相连，MOS管Q1的漏极和MOS管Q2的源极分别作为控制器的中频输出与交流升压的输入相连接。