CN109683088A - 基于电磁脉冲感应的跳闸压板检测工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电磁脉冲感应的跳闸压板检测工具，包括环状壳体，所述壳体的上表面安装有环形壳盖，靠近壳体内表面设置有屏蔽层，屏蔽层内部安装有用于感应脉冲电压的电路板，所述电路板主要包括依次连接的信号接收器、信号处理电路、数字处理器、电源，壳盖上设置有与数字处理器连接的信号指示灯、复位按钮、与电源连接的电源开关。本发明结构简单，应用灵活，采用无接触式电磁脉冲感应的方式，直接将该工具套装在压板桩头上即可实现继电保护装置跳闸压板上跳闸脉冲的检测，省时省力，检测效率高，大大降低了检测跳闸压板的安全隐患，安全性能好。

Description

基于电磁脉冲感应的跳闸压板检测工具

技术领域

本发明涉及继电保护装置的校验领域，特别是涉及一种基于电磁脉冲感应的跳闸压板检测工具。

背景技术

传统的继电保护装置跳闸出口检验方法采用的是保护逻辑出口压板的校验方法，此方法有两种操作形式。其一采用万用表DC档逐一测量跳闸出口压板的电位。由于继电保护装置跳闸脉冲是豪秒(ms)级的瞬时电压脉冲，一般在80—100ms，而万用表表计的灵敏度达不到这么高要求，实际测量时显示结果不直观。特别是当继电保护工作人员觉得显示结果不明确的时候，还需要重复操作以确保动作的正确性以及结果的精准度；另一个检测方法就是采用目前常用的继电保护试验仪，将继电保护装置的开出节点接入到试验仪的开入节点。由于继电保护试验仪的开入只有4对输入端口，而且只能接入无源节点，这就涉及到保护屏端子排的拆接线，存在误跳运行的设备风险，因此此种方法较少采用。

目前的实际工作中一般采用万用表测量的方法。对于两套主变保护装置，其跳闸逻辑将超过数十种，以每种保护逻辑平均关联8个压板计算，完整检验完保护跳闸矩阵将花费不少的时间。考虑到主变压器的定检一般安排4—5人，仅校验保护装置的跳闸矩阵就需要至少2人配合试验，势必占用较多的人力与物力，且检验结构的准度也无法保证。同时由于万用表测量是检测压板上桩头对地电压，若装置存在故障，可能会出现直流系统接地的隐患。

因此亟需提供一种新型的跳闸压板检测工具来解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于电磁脉冲感应的跳闸压板检测工具，采用无接触式电磁脉冲感应的方式对跳闸压板进行准确高效地检测。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于电磁脉冲感应的跳闸压板检测工具，包括环状壳体，靠近壳体内表面设置有屏蔽层，屏蔽层内部安装有用于感应脉冲电压的电路板；

所述电路板主要包括依次连接的信号接收器、信号处理电路、数字处理器、电源。

在本发明一个较佳实施例中，所述壳体的上表面安装有环形壳盖，壳盖上设置有与数字处理器连接的信号指示灯、复位按钮、与电源连接的电源开关。

在本发明一个较佳实施例中，在所述壳体内、靠近电路板处设置有磁铁放置区，磁铁放置区内放置有用于吸附在跳闸压板开关柜表面的磁铁。

在本发明一个较佳实施例中，所述屏蔽层的材料为金属。

进一步的，所述壳体的材料为绝缘材料。

在本发明一个较佳实施例中，所述信号接收器包括依次串联的感应天线、充电电容。

在本发明一个较佳实施例中，所述信号处理电路包括依次串联的信号放大电路、信号滤波电路、ADC电路。

本发明的有益效果是：

(1)本发明结构简单，应用灵活，采用无接触式电磁脉冲感应的方式，直接将该工具套装在压板桩头上即可实现继电保护装置跳闸压板上跳闸脉冲的检测，省时省力，检测效率高，有效解决了现有技术中采用万用表测量灵敏度低以及采用继电保护试验仪存在测量端子数量少的局限性及拆装线的繁琐步骤，无需检测压板上桩头的对地电压，大大降低了检测跳闸压板的安全隐患，安全性能好；

(2)本发明采用感应隔离设计方法，使得测试回路与运行回路完全隔离，消除测试过程发生影响运行的危险；

(3)本发明采用电磁感应的方式对跳闸压板进行测量，使得可以同时进行检测的压板数量没有限制，保障一次继电保护试验即可同时检测所有保护压板，大幅提高测试过程的工作效率，同时最大程度地检测保护装置是否存在误动、据动的情况；

(4)通过本设计对继电保护装置的压板进行检测，保障了跳闸回路的正确性：当电力系统中发生故障时，继电保护装置可以正确动作跳闸，使得故障的影响范围降低到最小；若保护动作后不能正确跳闸出口，会使得故障跳闸范围扩大，影响电力系统的稳定安全。

附图说明

图1是本发明基于电磁脉冲感应的跳闸压板检测工具一较佳实施例的使用状态结构示意图；

图2是所述基于电磁脉冲感应的跳闸压板检测工具的剖面示意图；

图3是所述基于电磁脉冲感应的跳闸压板检测工具的主视图；

图4是所述电路板上的电路框图；

图5是所述电路板上的电路原理图；

图6是所述跳闸压板检测工具的检测原理流程图；

附图中各部件的标记如下：1、壳体，2、壳盖，3、屏蔽层，4、电路板，5、信号指示灯，6、复位按钮，7、电源开关，8、磁铁放置区，9、压板桩头，10、开关柜保护屏。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1至图3，本发明实施例包括：

一种基于电磁脉冲感应的跳闸压板检测工具，包括环状壳体1，所述壳体1的上表面安装有环形壳盖2，靠近壳体1内表面设置有屏蔽层3，屏蔽层3内部安装有用于感应脉冲电压的电路板4，所述电路板4主要包括依次连接的信号接收器、信号处理电路、数字处理器、电源，壳盖2上设置有与数字处理器连接的信号指示灯5、复位按钮6、与电源连接的电源开关7。

为适应所述压板桩头9的形状，壳体1设计为圆环状，壳盖2设计为圆环形。

所述壳体1采用绝缘材料，整个检测工具可以套在跳闸压板上桩头上，内外两层绝缘外壳可以保证检测工具与运行屏柜之间进行隔离，杜绝与运行屏柜之间发生电气联系，从而影响系统运行的安全性。所述屏蔽层3为一层金属网或金属膜，金属网状结构可以屏蔽外部环境中的电磁干扰，使得检测工具和保护压板上桩头处于同一个屏蔽环境中，这样检测工具感应到的电磁脉冲即为保护压板上桩头电位变化产生的，可以提高检测工具的检测准确率。

优选的，在所述壳体1内、靠近电路板4处设置有两个磁铁放置区8，磁铁放置区8内放置有磁铁或磁石，使得整个检测工具紧密地吸附在继电保护装置开关柜保护屏10的金属面板上，从而确保屏蔽环境的完整性。

结合图4，所述信号处理电路包括依次串联的信号放大电路、信号滤波电路、ADC电路。具体的，参见图5，各电路元件器及其连接关系如图所示：

所述电源电路包括电池BT1、电源开关S1、二极管D1、电容C1、C2，电源开关S1闭合后，电池BT1为数字处理器及其它电路供电。所述信号接收器包括依次串联的感应天线E1、充电电容C3。感应天线E1用于感应压板上桩头的电压变化，充电电容C3两端产生感应电压信号。所述信号放大电路包括运算放大器U2、电阻R1—R3，感应电压信号由信号放大电路放大后经信号滤波电路滤波，所述信号滤波电路由电阻R4、电容C4组成RC滤波电路。所述数字处理器采用单片机U1，U1的型号为STM8L051F3，其包括ADC端口，ADC电路的功能由单片机实现，将滤波信号进行AD转换。与单片机U1输出端连接的还有信号指示灯L1、复位按钮K1，二极管L1的正极通过上拉电阻R5与电源VCC连接，复位按钮K1的两端并联电容C8。复位按钮K1可以将感应信号清除，信号指示灯可在按下复位按钮后熄灭。

下面结合图6具体说明该检测工具的工作原理及使用方法：

当继电保护装置发出跳闸命令后，保护跳闸继电器通电，会使得保护跳闸回路正电导通，此时压板上桩头电压会从-110V变化为+110V。保护跳闸命令保持100ms左右，保护跳闸回路会自动断开，此时跳闸压板上桩头压板电压会从+110V降低到-110V。

本发明采用无接触式感应线圈的方式，检测时直接将该检测工具套装在压板桩头9上，当感应到压板上桩头电压变化时，感应天线E1中会生成感应电流，对充电电容C3进行充电，在电容两端产生感应电压信号，电压信号经过信号放大电路和信号滤波电路送入ADC电路，ADC电路和数字处理器连接，数字处理器根据ADC转换后的电压值和电压持续时间判断有跳变信号时，通过信号指示灯提示感应到压板上桩头出现跳闸脉冲。

若脉冲电压幅值较低，或持续时间较短，不满足数字处理器的驱动要求，可认为是干扰电压，减少装置误感应的情况发生，保障装置感应的正确率。

当单片机接收到感应信号后，控制LED指示灯回路通电，点亮指示灯；当感应信号消失后，单片机控制LED指示灯将长亮；按下复位按钮后LED指示灯熄灭。

该检测工具采用感应隔离设计方法，使得测试回路与运行回路完全隔离，消除测试过程发生影响运行的危险。通过采用电磁感应的方式对跳闸压板进行测量，使得可以同时进行检测的压板数量没有限制，保障一次继电保护试验即可同时检测所有保护压板，大幅提高测试过程的工作效率，同时最大程度地检测保护装置是否存在误动、据动的情况。

通过本设计对继电保护装置的压板进行检测，保障了跳闸回路的正确性：当电力系统中发生故障时，继电保护装置可以正确动作跳闸，使得故障的影响范围降低到最小；若保护动作后不能正确跳闸出口，会使得故障跳闸范围扩大，影响电力系统的稳定安全。

本发明结构简单，应用灵活，采用无接触式电磁脉冲感应的方式，直接将该工具套装在压板桩头上即可实现继电保护装置跳闸压板上跳闸脉冲的检测，省时省力，检测效率高，有效解决了现有技术中采用万用表测量灵敏度低以及采用继电保护试验仪存在测量端子数量少的局限性及拆装线的繁琐步骤，无需检测压板上桩头的对地电压，大大降低了检测跳闸压板的安全隐患，安全性能好。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于电磁脉冲感应的跳闸压板检测工具，其特征在于，包括环状壳体，靠近壳体内表面设置有屏蔽层，屏蔽层内部安装有用于感应脉冲电压的电路板；

所述电路板主要包括依次连接的信号接收器、信号处理电路、数字处理器、电源。

2.根据权利要求1所述的基于电磁脉冲感应的跳闸压板检测工具，其特征在于，所述壳体的上表面安装有环形壳盖，壳盖上设置有与数字处理器连接的信号指示灯、复位按钮、与电源连接的电源开关。

3.根据权利要求1所述的基于电磁脉冲感应的跳闸压板检测工具，其特征在于，在所述壳体内、靠近电路板处设置有磁铁放置区，磁铁放置区内放置有用于吸附在跳闸压板开关柜表面的磁铁。

4.根据权利要求1所述的基于电磁脉冲感应的跳闸压板检测工具，其特征在于，所述屏蔽层的材料为金属。

5.根据权利要求1至3任一项所述的基于电磁脉冲感应的跳闸压板检测工具，其特征在于，所述壳体的材料为绝缘材料。

6.根据权利要求1所述的基于电磁脉冲感应的跳闸压板检测工具，其特征在于，所述信号接收器包括依次串联的感应天线、充电电容。

7.根据权利要求1所述的基于电磁脉冲感应的跳闸压板检测工具，其特征在于，所述信号处理电路包括依次串联的信号放大电路、信号滤波电路、ADC电路。