CN111948440B - 一种带无线通信功能的验电器、绝缘杆及验电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带无线通信功能的验电器、绝缘杆及验电系统，该验电器包括外壳、设于外壳前端的探测头、设于外壳的第一主控制器、与第一主控制器连接的电源模块、信号采集模块、报警模块、RFID识别模块、第一无线通信模块，信号采集模块位于探测头内，第一主控制器用于根据信号采集模块采集的信息判断待测目标是否带电，RFID识别模块，用于读取安装于绝缘杆上的RFID电子标签中电子标签信息，第一无线通信模块，用于接收绝缘杆发送的无线控制信号，无线控制信号包括绝缘杆的唯一标识信息以及控制命令，控制命令用于控制验电器的操作。本发明无需将验电器从绝缘杆上取下再进行操作，使用起来更为方便快捷。

Description

一种带无线通信功能的验电器、绝缘杆及验电系统

技术领域

本发明涉及验电器技术领域，具体是一种带无线通信功能的验电器、绝缘杆及验电系统。

背景技术

验电器是用来检查电力线路和电力设备是否带电的工具，因其形状像笔，有时称为验电笔。在电力行业中，对设备进行检修和维护前，需要使用验电器确认设备不带电，才能进行下一步工作，否则会发生安全事故。

目前，对传统伸缩式验电笔的验电操作，主要是在于人工操作验电笔自身的机械按钮，例如按压传统验电笔的自检按钮进行自检操作。一般规定，使用验电操作前需要对验电笔进行自检，因此使用起来操作较为麻烦。对于高压线路验电，为保证安全，需要采用绝缘杆将验电笔伸入被测线路和设备上进行验电，每次验电前，都需要用人工手动按一下按钮，检查验电器是否能够正常使用，特别是在电线杆上挂接地线操作时，每装一个接地线都要将验电器收回来用人工用手动按一下验电器是否正常才能使用，这种验电方式操作繁琐，工作效率低，功能单一。

而且，某些验电笔带档位切换功能，在切换验电笔档位时（如220V档，10kV档，110kV档…），也需要将验电笔从绝缘杆远端收回，人工按压验电笔机械按钮进行换挡操作，使用过程多有不便。

另外，现有的验电器一般为一体式伸缩验电器，其验电头与绝缘杆为整体，不便拆卸。这样的设计在测量220V档位时，即此等电压等级不需要使用绝缘杆时，此验电头与绝缘杆一体式设计显得笨重而多余，不方便人员灵活使用。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种带无线通信功能的验电器、绝缘杆及验电系统，通过验电器、绝缘杆的可拆卸式连接以及无线通信和RFID识别功能的设置，无需将验电器从绝缘杆上取下再进行操作，使用起来更为方便快捷，大大节省了工作时间，也提升了现场的操作效率。

本发明采用如下技术方案实现：

一种带无线通信功能的验电器，包括外壳、设于外壳前端的探测头、设于外壳的第一主控制器、与第一主控制器连接的电源模块、信号采集模块、报警模块，所述信号采集模块位于探测头内，第一主控制器用于根据信号采集模块采集的信息判断待测目标是否带电，其特征在于：还包括与第一主控制器连接的RFID识别模块、第一无线通信模块；

所述RFID识别模块，用于读取安装于绝缘杆上的RFID电子标签中电子标签信息，所述电子标签信息包括绝缘杆的唯一标识信息；

所述第一无线通信模块，用于与验电器配套使用的绝缘杆通信连接，接收绝缘杆发送的无线控制信号，所述无线控制信号包括绝缘杆的唯一标识信息以及控制命令，所述控制命令用于控制验电器的操作；

所述第一主控制器，用于接收所述第一无线通信模块接收的无线控制信号，当无线控制信号中的绝缘杆的唯一标识信息与RFID识别模块扫描所得绝缘杆的唯一标识信息一致时，根据无线控制信号中的控制命令控制验电器进行相应的操作。

进一步的，所述报警模块包括灯光报警模块和声音报警模块，当第一主控制器根据信号采集模块采集的信息判定待测目标带电时，通过灯光报警模块和声音报警模块发出声光报警信号。

进一步的，所述控制命令包括验电器进行自检操作或档位切换操作。

进一步的，所述电子标签信息还包括校验码，所述第一主控制器还用于对校验码进行校验，校验无误后将绝缘杆的唯一标识信息进行保存。

进一步的，还包括与第一主控制器连接的档位切换模块，用于在第一主控制器控制下进行档位切换动作。

一种绝缘杆，包括握柄、与握柄连接的伸缩杆、设于伸缩杆顶端的固定架，其特征在于：所述固定架用于可拆卸地安装验电器，所述绝缘杆上设有可被验电器的RFID识别模块识别读取的RFID电子标签，所述RFID电子标签中存储有电子标签信息，所述电子标签信息包括绝缘杆的唯一标识信息，所述握柄内设有第二主控制器、与第二主控制器连接的第二无线通信模块、控制按键；

所述控制按键用于发出控制命令给第二主控制器；

所述第二主控制器，用于将控制命令以及绝缘杆的唯一标识信息组装为无线控制信号；

所述第二无线通信模块，与验电器的第一无线通信模块通信连接，用于在所述第二主控制器控制下，将所述无线控制信号发送给第一无线通信模块。

进一步的，所述控制按键包括自检按键、换挡按键，用户在按下自检按键后，自检按键发出自检的控制命令给第二主控制器，用户在按下换挡按键后，换挡按键发出档位切换的控制命令给第二主控制器。

进一步的，所述控制按键包括自检按键、换挡按键，用户在按下自检按键后，自检按键发出自检的控制命令给第二主控制器，用户在按下换挡按键后，换挡按键发出档位切换的控制命令给第二主控制器。

一种带无线通信功能的验电系统，包括验电器及绝缘杆，其特征在于：所述验电器可拆卸地安装于所述绝缘杆，所述验电器包括第一主控制器、与第一主控制器连接的RFID识别模块、第一无线通信模块，所述绝缘杆包括RFID电子标签、第二主控制器、与第二主控制器连接的第二无线通信模块、控制按键，所述RFID电子标签中存储有电子标签信息，所述电子标签信息包括绝缘杆的唯一标识信息；

所述控制按键用于发出控制命令给第二主控制器；

所述第二主控制器，用于将控制命令以及绝缘杆的唯一标识信息组装为无线控制信号；

所述第二无线通信模块，与验电器的第一无线通信模块通信连接，

用于在所述第二主控制器控制下，将所述无线控制信号发送给第一无线通信模块；

所述RFID识别模块，用于读取安装于绝缘杆上的RFID电子标签中的电子标签信息；

所述第一无线通信模块，用于接收绝缘杆发送的无线控制信号，所述无线控制信号包括绝缘杆的唯一标识信息以及控制命令，所述控制命令用于控制验电器的操作；

所述第一主控制器，用于接收所述第一无线通信模块接收的无线控制信号，当无线控制信号中的绝缘杆的唯一标识信息与RFID识别模块扫描所得绝缘杆的唯一标识信息一致时，根据无线控制信号中的控制命令控制验电器进行相应的操作。

进一步的，所述绝缘杆还包括与第二主控制器连接的按压自发电组件，用于通过按压的方式产生工作电源提供给第二主控制器和第二无线通信模块。

本发明所设计的验电器相比现有技术增设了无线通信和RFID识别功能，通过RFID识别模块识别与验电器配对的绝缘杆，将绝缘杆的唯一标识信息存储后，后续即可通过第一无线通信模块接收包含该绝缘杆的唯一标识信息的无线控制信号，进而根据无线控制信号中的控制命令对验电器进行自检或档位切换等操作，这样就无需将验电器从绝缘杆上取下再进行操作，使用起来更为方便快捷，大大节省了工作时间，也提升了现场的操作效率；在不需要使用绝缘杆而仅需要验电器的场合，可以将验电器取下来单独使用，方便灵活。

附图说明

图1是本发明带无线通信功能的验电器其中一个实施例的结构示意图；

图2是本发明中验电器内部的电路结构图；

图3是本发明与验电器配套使用的绝缘杆的结构示意图；

图4是本发明验电器与绝缘杆的头端安装时的结构示意图；

图5是本发明中绝缘杆内部的电路结构图；

图6是本发明中按压自发电组件的电路结构图；

图7是本发明中档位切换模块的电路图。

图中附图标记分述如下：

10—验电器，11—外壳，12—探测头，13—显示屏，14—灯光报警模块，15—开关按键，16—RFID识别模块，17—声音报警模块，18—第一无线通信模块，41—第一主控制器，42—电源模块，43—信号采集模块，44—档位切换模块；

20—绝缘杆，21—握柄，22—伸缩杆，23—自检按键，24—换挡按键，25—固定架，26—卡扣，27—RFID电子标签，28—第二主控制器，29—第二无线通信模块，30—按压自发电组件；

31—按压发电模块，32—整流模块，33—升压模块。

实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1及图2，本发明实施例提供一种带无线通信功能的验电器10，包括外壳11、设于外壳11前端的探测头12、设于外壳11的第一主控制器41、以及与第一主控制器41连接的显示屏13、灯光报警模块14、开关按键15、RFID识别模块16、声音报警模块17、第一无线通信模块18、第一主控制器41、电源模块42、信号采集模块43、档位切换模块44。

所述RFID识别模块16，用于读取安装于绝缘杆20上的RFID电子标签27中电子标签信息，所述绝缘杆20与验电器10配套使用，验电器10可拆卸地固定于绝缘杆20顶端，所述电子标签信息包括电子标签ID和内部存储信息，所述内部存储信息包括绝缘杆的唯一标识信息（例如“IBID:0001”）和校验码。

所述第一主控制器41，用于对校验码进行校验，校验无误后将绝缘杆的唯一标识信息进行保存，后续验电器10仅接受包括“IBID:0001”信息的无线控制信号，即属于该绝缘杆的无线控制信号，避免其他绝缘杆无线信号的干扰和误操作。当验电器10取下并固定在其它绝缘杆上时，如编号IBID:0002的绝缘杆上时，通过扫描绝缘杆电子标签得到唯一标识信息IBID:0002，后续验电器仅接受包含“IBID:0002”信息的无线控制信号。

所述第一无线通信模块18，用于与验电器1配套使用的绝缘杆20通信连接，接收绝缘杆20发送的无线控制信号，所述无线控制信号包括绝缘杆的唯一标识信息以及控制命令，所述控制命令用于控制验电器1的操作，例如自检、档位切换等。

所述第一主控制器41，还用于接收所述第一无线通信模块18接收的无线控制信号，对无线控制信号中的绝缘杆的唯一标识信息进行验证。当无线控制信号中的绝缘杆的唯一标识信息与RFID识别模块16扫描所得绝缘杆的唯一标识信息一致时，判定该无线控制信号有效，进一步解析其控制命令，根据控制命令控制验电器进行相应的操作，例如解析控制命令为“self-checking”即自检，则验电器10进行自检操作；当解析控制命令为“换挡”操作时，则第一主控制器41根据控制命令控制档位切换模块44进行档位切换动作，例如通过切换信号采集的倍率实现不同档位的切换；当无线控制信号中的绝缘杆的唯一标识信息与RFID识别模块16扫描所得绝缘杆的唯一标识信息不一致时，判定该无线控制信号无效，并舍弃该无线控制信号。

所述电源模块42与第一主控制器41连接，用于给各个功能模块提供工作电压。

所述信号采集模块43位于探测头12内，可为电压探测器，第一主控制器41用于根据信号采集模块43采集的信息判断待测目标带电与否，将检测信息实时显示在显示屏13，当第一主控制器41根据信号采集模块43采集的信息判定待测目标带电时，通过灯光报警模块14和声音报警模块17发出声光报警信号。

所述档位切换模块44，用于在第一主控制器41控制下进行档位切换动作。验电器进行换挡操作的原理不尽相同，本发明实施例是通过切换开关（MOSFET）的方式达到，如图7所示：MCU通过EN1信号控制N型MOSFET管Q1的导通，即EN1信号为高时，Q1的漏极D极和源极S极导通，C1和R2进入测量回路；EN1信号为低时，Q1的漏极D极和源极S极截止不导通，C1和R2退出测量回路，此时采样电阻和电容仅有R8和C3，从而控制信号采集回路中的采样电阻阻值和采样电容容值大小，切换信号采集的倍率，从而达到换挡的目的。

本发明实施例所设计的验电器10相比现有技术增设了无线通信和RFID识别功能，通过RFID识别模块16识别与验电器10配对的绝缘杆20，将绝缘杆的唯一标识信息存储后，后续即可通过第一无线通信模块18接收包含该绝缘杆的唯一标识信息的无线控制信号，进而根据无线控制信号中的控制命令对验电器10进行自检或档位切换等操作，这样就无需将验电器从绝缘杆20上取下再进行操作，使用起来更为方便快捷，大大节省了工作时间，也提升了现场的操作效率。

请继续参阅图3-5，本发明实施例还提供一种与验电器10配套使用的绝缘杆20，所述绝缘杆20包括握柄21、与握柄21连接的伸缩杆22、设于伸缩杆22顶端的固定架25，所述验电器10可拆卸地安装于所述固定架25，其安装方式可为卡扣、插接、螺栓连接等，本实施例在所述固定架25上设有两个卡扣26，卡扣26可为伸缩式卡紧结构，安装时将验电器10压入两个卡扣26之间，两个卡扣26即可将验电器10固定，如图4所示。

所述绝缘杆20上设有可被验电器10的RFID识别模块16识别读取的RFID电子标签27，RFID电子标签27的位置根据验电器1安装后的位置确定，本实施例中所述RFID电子标签27设于两个卡扣26之间，这样验电器10卡入两个卡扣26之间后，RFID电子标签27正好与验电器10贴紧，验电器10中的RFID识别模块16可更方便地对RFID电子标签27进行识别和读取。所述RFID电子标签27中存储有所述电子标签信息，所述电子标签信息包括电子标签ID和内部存储信息，所述内部存储信息包括绝缘杆的唯一标识信息（例如“IBID:0001”）和校验码。

所述握柄21上设有自检按键23、换挡按键24，所述握柄21内设有第二主控制器28、与第二主控制器28连接的第二无线通信模块29、按压自发电组件30，其中自检按键23、换挡按键24也与第二主控制器28连接。

所述自检按键23、换挡按键24用于发出控制命令给第二主控制器28，其中用户在按下自检按键23后，自检按键23发出自检的控制命令给第二主控制器28，用户在按下换挡按键24后，换挡按键24发出档位切换的控制命令给第二主控制器28。

所述第二主控制器28，用于将控制命令以及绝缘杆的唯一标识信息组装为无线控制信号，绝缘杆的唯一标识信息可预先存储于第二主控制器28中；

所述第二无线通信模块29，与验电器10的第一无线通信模块18通信连接，用于在所述第二主控制器28控制下，将所述无线控制信号发送给第一无线通信模块18；

所述按压自发电组件30，用于通过按压的方式产生工作电源提供给第二主控制器28和第二无线通信模块29。

请进一步参阅图6，所述按压自发电组件30包括依次串接的按压发电模块31、整流模块32、升压模块33。按压发电模块31采用电磁感应原理，用户按压绝缘杆20的握柄21部分的自检按键23后，按压发电模块31带动磁铁在线圈中运动，线圈切割磁感线就能产生感应电动势，整流模块32对其整流后形成DC直流电压，由于电压较小，需要升压模块33对其进行DC-DC升压后得到供电电压，此供电电压给第二无线通信模块29供电，使带有绝缘杆身份信息的“自检”信号发送至验电器10，验电器校验无误后，进行“自检”。其他换挡操作于此类似，可操作换挡按键24后通过第二无线通信模块29将档位切换命令无线发送至验电器10。具体而言，绝缘杆20的握柄21处的自检按键23或换挡按键24在按下时，发出带有绝缘杆唯一标识信息和控制命令的无线控制信号，如：“IBID:0001，CMD：self-checking”自检信息，或者“IBID:0001，CMD：switch10kV”，切换到10kV档位信息。此时验电器10接收到该无线控制信号，并对无线信号中的IBID字段进行分析和验证，当无线获得的IBID号与通过RFID射频扫描得到IBID号一致时，判定该无线信号有效，进一步解析其控制命令CMD；否则信号无效，舍弃。解析CMD命令为“self-checking”即自检，则验电器进行自检操作。

本发明实施例还提供一种带无线通信功能的验电系统，包括上述验电器10和绝缘杆20，验电器10可拆卸地安装于绝缘杆20。使用时，先将验电器10卡扣在绝缘杆20顶部，此时验电器10通过RFID识别模块16扫描到绝缘杆20的RFID电子标签27，读取相应身份信息，并进行无线配置，使验电器10仅收取该绝缘杆20发出的无线控制信号。验电时，将绝缘杆20支撑开，将验电器10靠近被测设备，验电器10根据当前档位，进行信号采集后，第一主控制器41判定是否带电，当判定有电时，通过灯光报警模块14和声音报警模块17发出声光报警。上述实施例中第一无线通信模块18和第二无线通信模块29可以是红外或433射频等方式。

本发明实施例在绝缘杆20端部安装验电器10的位置处设置了基于RFID射频识别技术的RFID电子标签27，该RFID电子标签27存储有绝缘杆20的相关信息，尤其是无线网络匹配信息，如绝缘杆的唯一标识信息。带有RFID识别模块16的验电器10固定在绝缘杆20顶部时，读取到RFID电子标签27内的身份信息（绝缘杆的唯一标识信息），并设置为仅接受该身份信息发送过来的信号，从而避免了工作现场有多个绝缘杆和多个验电器时信号误传的问题，有效解决验电器和绝缘杆无线通信的唯一匹配性问题；同时又保留了验电器和绝缘杆的灵活性，即验电器可适用于本方案的任意一绝缘杆，绝缘杆可适用于本方案的任意一验电器。

另外，可通过在绝缘杆20的握柄21上的按压自检按键23、换挡按键24直接操作验电器10，进行“自检”或“换档”等操作，避免了每次试验前需将验电器收回的繁琐，提高了劳动效率。绝缘杆20上的按压自发电组件30的使用不需要额外的电池，避免了拆装电池、减轻现场使用负担，避免现场使用可能出现的无电状况，导致不能正常工作。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种带无线通信功能的验电器，包括外壳、设于外壳前端的探测头、设于外壳的第一主控制器、与第一主控制器连接的电源模块、信号采集模块、报警模块，所述信号采集模块位于探测头内，第一主控制器用于根据信号采集模块采集的信息判断待测目标是否带电，其特征在于：还包括与第一主控制器连接的RFID识别模块、第一无线通信模块；

所述第一无线通信模块，用于与验电器配套使用的绝缘杆通信连接，绝缘杆设有第二主控制器，所述第一无线通信模块接收绝缘杆的第二主控制器发送的无线控制信号，所述无线控制信号包括绝缘杆的唯一标识信息以及控制命令，所述控制命令用于控制验电器的操作；

所述RFID识别模块，用于读取安装于绝缘杆上的RFID电子标签中电子标签信息，所述电子标签信息包括绝缘杆的唯一标识信息；

所述第一主控制器，用于接收所述第一无线通信模块接收的无线控制信号，当无线控制信号中的绝缘杆的唯一标识信息与RFID识别模块扫描所得绝缘杆的唯一标识信息一致时，根据无线控制信号中的控制命令控制验电器进行相应的操作；

所述控制命令包括验电器进行自检操作或档位切换操作。

2.如权利要求1所述的带无线通信功能的验电器，其特征在于：所述报警模块包括灯光报警模块和声音报警模块，当第一主控制器根据信号采集模块采集的信息判定待测目标带电时，通过灯光报警模块和声音报警模块发出声光报警信号。

3.如权利要求1所述的带无线通信功能的验电器，其特征在于：所述电子标签信息还包括校验码，所述第一主控制器还用于对校验码进行校验，校验无误后将绝缘杆的唯一标识信息进行保存。

4.如权利要求1所述的带无线通信功能的验电器，其特征在于：还包括与第一主控制器连接的档位切换模块，用于在第一主控制器控制下进行档位切换动作。

5.一种绝缘杆，包括握柄、与握柄连接的伸缩杆、设于伸缩杆顶端的固定架，其特征在于：所述固定架用于可拆卸地安装验电器，验电器包含第一无线通信模块，所述绝缘杆上设有可被验电器的RFID识别模块识别读取的RFID电子标签，所述RFID电子标签中存储有电子标签信息，所述电子标签信息包括绝缘杆的唯一标识信息，所述握柄内设有第二主控制器、与第二主控制器连接的第二无线通信模块、控制按键；

所述控制按键用于发出控制命令给第二主控制器；

所述第二主控制器，用于将控制命令以及绝缘杆的唯一标识信息组装为无线控制信号；

所述第二无线通信模块，与验电器的第一无线通信模块通信连接，用于在所述第二主控制器控制下，将所述无线控制信号发送给第一无线通信模块；所述验电器设有第一主控制器，所述第一主控制器用于接收所述第一无线通信模块接收的无线控制信号，当无线控制信号中的绝缘杆的唯一标识信息与RFID识别模块扫描所得绝缘杆的唯一标识信息一致时，根据无线控制信号中的控制命令控制验电器进行相应的操作；

所述控制命令包括验电器进行自检操作或档位切换操作。

6.如权利要求5所述的绝缘杆，其特征在于：所述控制按键包括自检按键、换挡按键，用户在按下自检按键后，自检按键发出自检的控制命令给第二主控制器，用户在按下换挡按键后，换挡按键发出档位切换的控制命令给第二主控制器。

7.如权利要求5所述的绝缘杆，其特征在于：还包括与第二主控制器连接的按压自发电组件，用于通过按压的方式产生工作电源提供给第二主控制器和第二无线通信模块。

8.一种带无线通信功能的验电系统，包括验电器及绝缘杆，其特征在于：所述验电器可拆卸地安装于所述绝缘杆，所述验电器包括第一主控制器、与第一主控制器连接的RFID识别模块、第一无线通信模块，所述绝缘杆包括RFID电子标签、第二主控制器、与第二主控制器连接的第二无线通信模块、控制按键，所述RFID电子标签中存储有电子标签信息，所述电子标签信息包括绝缘杆的唯一标识信息；

所述控制按键用于发出控制命令给第二主控制器；

所述第二主控制器，用于将控制命令以及绝缘杆的唯一标识信息组装为无线控制信号；

所述第二无线通信模块，与验电器的第一无线通信模块通信连接，

用于在所述第二主控制器控制下，将所述无线控制信号发送给第一无线通信模块；

所述RFID识别模块，用于读取安装于绝缘杆上的RFID电子标签中的电子标签信息；

所述第一无线通信模块，用于接收绝缘杆发送的无线控制信号，所述无线控制信号包括绝缘杆的唯一标识信息以及控制命令，所述控制命令用于控制验电器的操作；

所述第一主控制器，用于接收所述第一无线通信模块接收的无线控制信号，当无线控制信号中的绝缘杆的唯一标识信息与RFID识别模块扫描所得绝缘杆的唯一标识信息一致时，根据无线控制信号中的控制命令控制验电器进行相应的操作；

所述控制命令包括验电器进行自检操作或档位切换操作。

9.如权利要求8所述的带无线通信功能的验电系统，其特征在于：所述绝缘杆还包括与第二主控制器连接的按压自发电组件，用于通过按压的方式产生工作电源提供给第二主控制器和第二无线通信模块。