CN109839563A - 一种智能线路接头导通检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能线路接头导通检测系统及方法，包括A/D转换单元、I/V转换单元、回路测量单元、单片机单元和量程切换单元，所述回路测量单元分别与待测线路接头两侧的引线相连，其输出端通过I/V转换单元与A/D转换单元的输入端相连；所述单片机单元的输入端与所述A/D转换单元的输出端相连；所述量程切换单元的输入端与所述单片机单元的输出端相连，其输出端与所述回路检测单元的控制端相连，调整所述回路检测单元输出信号的频率。本发明能够有效地确认输电线路的线路接头线状态，从而有效避免安全事故的发生。
Description
技术领域
本发明属于线路接头导通检测技术领域，具体涉及一种智能线路接头导通检测系统及方法。
背景技术
线路搭接对于输送电能和电力生存中具有非常重要的意义，其连接是否可靠、搭接处有无发生腐蚀、线路有无断股均是重要的考核指标。若线路接头的连接导通性不良，在运行当中就会不断发热而使得连接性能进一步恶化，严重时会造成紧急停电检修或导致更为严重的事故。
资料表明，国内外近年来由于线路接头连接导通性能不佳从而导致事故扩大，最终造成系统停运、设备损坏的例子是不少的。因此，接头是否可靠连接越来越引起人们的关注。因而规程把接头连接的导通试验作为主要的试验项目，它是确认连接的有效性、安全性以及鉴定连接性能是否符合要求的重要参数。导通性能的测试是检测接头连接合格与否的重要手段，同时也是检验接头连接在故障发生时能否起到确保运行安全作用的重要措施，接头的导通测试与测量已经成为保障电力系统可靠运行的一项重要工作。
有时在线路搭接时，电力工作者不知道所连接的设备是否连接良好，因此需要做相关的电位检测，以防设备假连接而造成设备或线路的伤害。另外，在两次连接线检测工作的间隙时间，由于存在因外力引起的连接线内部断股、断线而操作人员并不知晓的问题，存在极大的安全隐患。与此同时在实际的操作过程中，部分连接线的端部由于长期使用无法可靠地固定在连接排上，连接线头部接触的导线部分会存在难以去除的污秽，当接头安装完毕后，实际未将设备有效连接，亦存在严重的安全隐患。现针对目前的传统连接线无法自我检测连接良好及连接线通断情况，计划对其进行改造，能够检测出500kV线路接头导通性的良好与否，并警示现场检修人员。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种智能线路接头导通检测系统及方法，能够有效地确认输电线路的线路接头线状态，从而有效避免安全事故的发生。
实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
第一方面，本发明提供了一种智能线路接头导通检测系统，包括：
用于供电的电源；
A/D转换单元；
I/V转换单元；
回路测量单元，所述回路测量单元分别与待测线路接头两侧的引线相连，其输出端通过I/V转换单元与A/D转换单元的输入端相连；
单片机单元，所述单片机单元的输入端与所述A/D转换单元的输出端相连；
量程切换单元，所述量程切换单元的输入端与所述单片机单元的输出端相连，其输出端与所述回路检测单元的控制端相连，调整所述回路检测单元输出信号的频率。
进一步地，所述回路测量单元测量过程采用的是非接触式的钳夹法，利用激励钳夹对回路进行交流或直流激励，并通过电流钳夹对回路电流进行实时检测。
进一步地，所述智能线路接头导通检测系统还包括差分放大器，所述差分放大器设于所述A/D转换单元和I/V转换单元之间。
进一步地，所述智能线路接头导通检测系统还包括显示器和扬声器，所述显示器和扬声器的输入端均与所述单片机单元的输出端相连。
第二方面，本发明提供了一种智能线路接头导通检测方法，包括以下步骤：
(1)利用回路测量单元中的激励钳夹对回路进行交流或直流激励，并通过电流钳夹对回路电流进行实时检测；
(2)I/V转换单元接收并将电流钳夹检测到的电流值转换为电压值，并通过A/D转换单元发送至单片机单元；
(3)当单片机单元接收到A/D转换单元发送的电压值信号时，基于已知的交流或直流激励电压值，计算获得对应的电阻值；
(4)利用量程切换单元调整回路检测单元交流或直流激励的信号频率，重复步骤(1) -(3)，获得若干个对应的电阻值；
(5)单片机单元剔除获得的各电阻值中相差超过设定阈值的电阻值，利用平均值法基于剩余的所有电阻值计算出最终的线路接头导通电阻值。
进一步地，所述智能线路接头导通检测方法还包括：
(6)单片机单元将最终的线路接头导通电阻值发送至显示器和扬声器，进行显示和播报。
进一步地，所述智能线路接头导通检测方法还包括：
若线路接头导通电阻值在50uΩ以下，则表示线路接头导体和线路接头引线处于良好的运行状态；
若线路接头导通电阻值在50uΩ-200uΩ范围内，则表示线路接头导体和线路接头引线状况尚可，需在以后的例行测试中重点关注其变化；
若线路接头导通电阻值在200uΩ-1mΩ范围内，则表示线路接头导体和线路接头引线状况不佳，需对重要电气设备的线路接头引线尽快检查处理，其他设备在适当时候检查处理；
若线路接头导通电阻值在1mΩ以上，则表示线路接头导体和线路接头引线出现问题，需及时检查处理。
进一步地，所述步骤(2)中还包括：
利用差分放大器对I/V转换单元输出的电压值进行差分放大。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)本发明提出的一种智能线路接头导通检测系统及方法，测试电流大，信噪比高，能能准确判断线路接头初期建设的连接和长期运行后腐蚀情况，具有精度高、结构简单紧凑、成本低廉、可靠性好、操作简易等要求。
(2)本发明能够很好地消除干扰电流的影响，保证测试数据的准确性。
(3)本发明能够有效地检测出接触不良或线路接头线内部故障而导致的不通或导通不良现象，极大地提高了电力生产的安全性，符合设计预想，满足现场检测要求。
附图说明
图1为本发明一种实施例的检测系统结构示意图；
图2为本发明一种实施例的智能线路接头导通检测系统与待测线路接头之间的连接关系示意图；
图3为本发明一种实施例的检测方法原理示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
实施例1
如图1所示，本发明实施例提供了一种智能线路接头导通检测系统，包括：
用于供电的电源；
A/D转换单元；
I/V转换单元；
回路测量单元，所述回路测量单元分别与待测线路接头2两侧的引线相连，其输出端通过I/V转换单元与A/D转换单元的输入端相连；在本发明实施例的优选实施方式中，所述回路测量单元测量过程采用的是非接触式的钳夹法，基于开尔文四线法原理，利用激励钳夹对回路进行交流或直流激励，并通过电流钳夹对回路电流进行实时检测；由于非接触式的钳夹法属于现有技术，因此，本发明中其具体工作原理不做过多的赘述；如图2所示为所述智能线路接头导通检测系统1与待测线路接头2之间的连接关系；
单片机单元，所述单片机单元的输入端与所述A/D转换单元的输出端相连；在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述单片机单元采用的是STC12C5A60S2系列单片机；
量程切换单元，所述量程切换单元的输入端与所述单片机单元的输出端相连，其输出端与所述回路检测单元的控制端相连，调整所述回路检测单元输出信号的频率。
进一步地，对于线路接头2搭接处的导通性判别，是基于导通电阻的测量来判定的，由于导通电阻在实际检测时通常是非常微小的，常见于毫欧以下，对于这种低阻值的测量虽然采用前述的开尔文四线法能够有效地消除测量装置的接触电阻带来的影响，大大提高分辨率，但与此同时，在测量时周围环境对测量系统带来的干扰也是不得不考虑并加以处理的重要部分。干扰类型通常按干扰产生的原因可以分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等。共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压迭加所形成。共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的配电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。对于此类共模干扰的处理方法就是采用差分处理方法，将开尔文四线法测量电路中的引线输入过来的干扰信号通过差分方式，求其差值，对共模干扰进行大大的抑制，从而提高信号的分辨率，进一步达到对线路接头 2搭接处低电阻精确测量的目的；具体地，所述智能线路接头导通检测系统1还包括差分放大器，所述差分放大器设于所述A/D转换单元和I/V转换单元之间，用于实现去除高干扰信号。
进一步地，在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述智能线路接头导通检测系统 1还包括显示器和扬声器，所述显示器和扬声器的输入端均与所述单片机单元的输出端相连，当单片机单元计算出最终的线路接头2导通电阻值后，分别发送至显示器和扬声器进行显示和播报。
实施例2
如图3所示，本发明提供了一种智能线路接头导通检测方法，包括以下步骤：
(1)利用回路测量单元中的激励钳夹对回路进行交流或直流激励，并通过电流钳夹对回路电流进行实时检测；
(2)I/V转换单元接收并将电流钳夹检测到的电流值转换为电压值，利用差分放大器对I/V转换单元输出的电压值进行差分放大，并通过A/D转换单元发送至单片机单元；
(3)当单片机单元接收到A/D转换单元发送的电压值信号时，基于已知的交流或直流激励电压值，计算获得对应的电阻值；
(4)利用量程切换单元调整回路检测单元交流或直流激励的信号频率，重复步骤(1) -(3)，获得若干个对应的电阻值；
(5)单片机单元剔除获得的各电阻值中相差超过设定阈值的电阻值，利用平均值法基于剩余的所有电阻值计算出最终的线路接头导通电阻值；
(6)单片机单元将最终的线路接头导通电阻值发送至显示器和扬声器，进行显示和播报；
(7)若线路接头导通电阻值在50uΩ以下，则表示线路接头导体和线路接头引线处于良好的运行状态；
若线路接头导通电阻值在50uΩ-200uΩ范围内，则表示线路接头导体和线路接头引线状况尚可，需在以后的例行测试中重点关注其变化；
若线路接头导通电阻值在200uΩ-1mΩ范围内，则表示线路接头导体和线路接头引线状况不佳，需对重要电气设备的线路接头引线尽快检查处理，其他设备在适当时候检查处理；
若线路接头导通电阻值在1mΩ以上，则表示线路接头导体和线路接头引线出现问题，需及时检查处理。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种智能线路接头导通检测系统，其特征在于，包括：
用于供电的电源；
A/D转换单元；
I/V转换单元；
回路测量单元，所述回路测量单元分别与待测线路接头两侧的引线相连，其输出端通过I/V转换单元与A/D转换单元的输入端相连；
单片机单元，所述单片机单元的输入端与所述A/D转换单元的输出端相连；
量程切换单元，所述量程切换单元的输入端与所述单片机单元的输出端相连，其输出端与所述回路检测单元的控制端相连，调整所述回路检测单元输出信号的频率。
2.根据权利要求1所述的一种智能线路接头导通检测系统，其特征在于：所述回路测量单元测量过程采用的是非接触式的钳夹法，利用激励钳夹对回路进行交流或直流激励，并通过电流钳夹对回路电流进行实时检测。
3.根据权利要求1所述的一种智能线路接头导通检测系统，其特征在于：所述智能线路接头导通检测系统还包括差分放大器，所述差分放大器设于所述A/D转换单元和I/V转换单元之间。
4.根据权利要求1所述的一种智能线路接头导通检测系统，其特征在于：所述智能线路接头导通检测系统还包括显示器和扬声器，所述显示器和扬声器的输入端均与所述单片机单元的输出端相连。
5.一种智能线路接头导通检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)利用回路测量单元中的激励钳夹对回路进行交流或直流激励，并通过电流钳夹对回路电流进行实时检测；
(2)I/V转换单元接收并将电流钳夹检测到的电流值转换为电压值，并通过A/D转换单元发送至单片机单元；
(3)当单片机单元接收到A/D转换单元发送的电压值信号时，基于已知的交流或直流激励电压值，计算获得对应的电阻值；
(4)利用量程切换单元调整回路检测单元交流或直流激励的信号频率，重复步骤(1)-(3)，获得若干个对应的电阻值；
(5)单片机单元剔除获得的各电阻值中相差超过设定阈值的电阻值，利用平均值法基于剩余的所有电阻值计算出最终的线路接头导通电阻值。
6.根据权利要求5所述的一种智能线路接头导通检测方法，其特征在于：所述智能线路接头导通检测方法还包括：
(6)单片机单元将最终的线路接头导通电阻值发送至显示器和扬声器，进行显示和播报。
7.根据权利要求5所述的一种智能线路接头导通检测方法，其特征在于：所述智能线路接头导通检测方法还包括：
若线路接头导通电阻值在50uΩ以下，则表示线路接头导体和线路接头引线处于良好的运行状态；
若线路接头导通电阻值在50uΩ-200uΩ范围内，则表示线路接头导体和线路接头引线状况尚可，需在以后的例行测试中重点关注其变化；
若线路接头导通电阻值在200uΩ-1mΩ范围内，则表示线路接头导体和线路接头引线状况不佳，需对重要电气设备的线路接头引线尽快检查处理，其他设备在适当时候检查处理；
若线路接头导通电阻值在1mΩ以上，则表示线路接头导体和线路接头引线出现问题，需及时检查处理。
8.根据权利要求5所述的一种智能线路接头导通检测方法，其特征在于：所述步骤(2)中还包括：
利用差分放大器对I/V转换单元输出的电压值进行差分放大。
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