CN113702787A - 低压线路的绝缘线检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种低压线路的绝缘线检测方法及装置。其包括：电流采集模块、电压采集模块、控制模块以及显示模块；电流采集模块用于采集低压线路两端的电流差和相位角，并将采集的电流差和相位角传输给控制模块；电压采集模块用于采集低压线路的电压，并将采集的电压传输给控制模块；控制模块用于根据电流差、相位角和电压，计算低压线路的绝缘线的绝缘阻抗，从而判断低压线路的绝缘线是否合格；显示模块用于显示低压线路的绝缘线的检测结果。由此，本方案的低压线路的绝缘线检测装置可以实现带电测试线路的绝缘性能。
Description
技术领域
本发明实施例涉及线路检测技术领域，尤其涉及一种低压线路的绝缘线检测方法及装置。
背景技术
低压线路在运行过程中，因机械损伤、操作过电压和水分的逐渐渗入，在电场长期作用下内部会出现局部放电的现象，会引起电缆线路老化和电缆绝缘电阻下降的问题。电缆绝缘电阻的下降会导致漏电流的产生，漏电流不仅可能会导致人身触电，还会形成单相接地，进而发展成为相间短路。此外，电缆绝缘电阻下降还会导致的火灾事故的发生，从而导致人员伤亡和巨额经济损失，对社会经济、安全等方面造成恶劣影响。据统计，在供电事故中，由于电缆绝缘电阻下降导致的线路事故占总量的50％左右，由此提前预防线路事故的发生、准确评估电缆绝缘性能极其重要。
目前，线路检测人员采用兆欧表(摇表)对电缆的绝缘电阻进行测量，在使用前需要将待测线路的电源断开，严重影响了检测人员的工作效率和用户的用电需求。
发明内容
本发明实施例提供一种低压线路的绝缘线检测方法及装置，以实现带电测试线路绝缘性能。
第一方面，本发明实施例提供了一种低压线路的绝缘线检测装置，其包括：电流采集模块、电压采集模块、控制模块以及显示模块；
电流采集模块的第一端与低压线路连接，电流采集模块的第二端与控制模块连接，电流采集模块用于采集低压线路两端的电流差和相位角，并将采集的电流差和相位角传输给控制模块；
电压采集模块的第一端与低压线路连接，电流采集模块的第二端与控制模块连接，电压采集模块用于采集低压线路的电压，并将采集的电压传输给控制模块；
控制模块用于根据电流差、相位角和电压，计算低压线路的绝缘线的绝缘阻抗，从而判断低压线路的绝缘线是否合格；
显示模块与控制模块连接，显示模块用于显示低压线路的绝缘线的检测结果。
可选地，电流采集模块包括：霍尔传感器、滤波单元和转换单元；
霍尔传感器的第一端与低压线路连接，霍尔传感器的第二端与滤波单元的第一端连接，滤波单元的第二端与转换单元的第一端连接，转换单元的第二端与控制模块连接；霍尔传感器用于采集低压线路两端的模拟电流差信号；滤波单元用于对模拟电流差信号进行滤波；转换单元用于将模拟电流差信号转换成数字电流差信号，并传输给控制模块。
可选地，滤波单元包括带通滤波器；
霍尔传感器与带通滤波器连接，带通滤波器与转换单元连接；带通滤波器用于对模拟电流信号进行滤波。
可选地，转换单元包括模数转换芯片；
转换单元的第一端作为模数转换芯片的第一端，转换单元的第二端作为模数转换芯片的第二端。
可选地，控制模块包括单片机；
电流采集模块、电压采集模块以及显示模块均与单片机连接。
可选地，显示模块包括液晶显示屏；
液晶显示屏与控制模块连接。
可选地，显示模块还包括亮度调节单元；
亮度调节单元的第一端接地，亮度调节单元的第二端和第三端与液晶显示屏连接，亮度调节单元用于调节液晶显示屏的亮度。
可选地，亮度调节单元包括滑动变阻器；
亮度调节单元的第一端作为滑动变阻器的第一端，亮度调节单元的第二端作为滑动变阻器的第二端，亮度调节单元的第三端作为滑动变阻器的第三端。
可选地，电流采集模块、电压采集模块、控制模块以及显示模块设置于屏蔽盒内。
第二方面，本发明实施例还提供了一种低压线路的绝缘线检测方法，其包括：
电流采集模块采集低压线路的电流差和电流差相位，并将采集的电流差和电流差相位传输给控制模块；
电压采集模块采集低压线路的电压，并将采集的电压传输给控制模块；
控制模块根据电流差、电流差相位和电压，计算低压线路的绝缘线的电阻和阻抗，从而判断低压线路的绝缘线是否合格；
显示模块用于显示低压线路的绝缘线的检测结果。
本发明的技术方案，首先通过电流采集模块和电压采集模块采集得到低压线路的绝缘线的电流差、相位角和电压。然后将采集到的数据传输给控制模块，通过控制模块对电流采集模块和电压采集模块采集的电流差、相位角和电压数据进行计算处理，并判断低压线路的绝缘线是否合格。最后利用显示模块显示低压线路的绝缘线的检测结果。综上，由电流采集模块、电压采集模块、控制模块和显示模块组成的低压线路的绝缘线检测装置可以实现带电测试线路绝缘性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图虽然是本发明的一些具体的实施例，对于本领域的技术人员来说，可以根据本发明的各种实施例所揭示和提示的器件结构，驱动方法和制造方法的基本概念，拓展和延伸到其它的结构和附图，毋庸置疑这些都应该是在本发明的权利要求范围之内。
图1为本发明实施例提供的一种低压线路的绝缘线检测装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种运行中的带电低压线路的等效电路的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种低压线路的绝缘线检测装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种滤波单元的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种转换单元的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种显示模块的显示示意图；
图7为本发明实施例提供的一种显示模块的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的另一种显示模块的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种低压线路的绝缘线检测方法的流程示意图。
具体实施方式
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作出创造性劳动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。
本发明实施例提供了一种低压线路的绝缘线检测装置，图1为本发明实施例提供的一种低压线路的绝缘线检测装置的结构示意图。如图1所示，该低压线路的绝缘线检测装置包括：电流采集模块110、电压采集模块120、控制模块130以及显示模块140；电流采集模块110的第一端与低压线路200连接，电流采集模块110的第二端与控制模块130连接，电流采集模块110用于采集低压线路200两端的电流差和相位角，并将采集的电流差和相位角传输给控制模块130；电压采集模块120的第一端与低压线路200连接，电流采集模块110的第二端与控制模块130连接，电压采集模块120用于采集低压线路200的电压，并将采集的电压传输给控制模块130；控制模块130用于根据电流差、相位角和电压，计算低压线路200的绝缘线的绝缘阻抗，从而判断低压线路200的绝缘线是否合格；显示模块140与控制模块130连接，显示模块140用于显示低压线路200的绝缘线的检测结果。
其中，低压线路的绝缘线检测装置是由电流采集模块110、电压采集模块120、控制模块130和显示模块140四大功能模块组成，是可以用于检测带电低压线路200的绝缘线性能的装置。各个功能模块的具体连接关系为：流采集模块110的第一端与低压线路200连接，电流采集模块110的第二端与控制模块130连接，电压采集模块120的第一端与低压线路200连接，电流采集模块110的第二端与控制模块130连接，显示模块140与控制模块130连接。
具体地，低压线路的绝缘线检测装置的检测原理为：电流采集模块110采集低压线路200两端的电流差和相位角，并将采集的电流差和相位角传输给控制模块130。电压采集模块120采集低压线路200的电压，并将采集的电压传输给控制模块130。控制模块130根据电流差、相位角和电压，计算出低压线路200的绝缘线的绝缘阻抗，并根据低压线路200的绝缘线的绝缘阻抗判断低压线路200的绝缘线是否合格。显示模块140将低压线路200的绝缘线的检测结果显示出来，提供给线路检测人员。
示例性地，低压线路的绝缘线检测装置检测低压线路200的过程为：低压线路200在实际运行中，低压线路200中的用电设备可以等效为RLC负载，由此运行中的带电低压线路200可以等效为RLC回路。图2为本发明实施例提供的一种运行中的带电低压线路的等效电路的结构示意图，如图2所示，图中的火线L、零线N和RLC负载构成负载回路，火线L和地线E构成漏电回路。在正常情况下绝缘阻抗接近无穷大，漏电回路等效为断开，A3处的漏电流近似为0。A1、A2处的电流相等，均等于负载电流。当电缆产生绝缘缺陷时，绝缘阻抗减小，A3处的漏电流产生，A1、A2处的电流差则为A3处的漏电流。将电流采集模块110同时置于火线L和零线N处，由此可以测量出A1、A2处的电流差(即A3处的漏电流)及相位角(即A3处的漏电流的相位角)。采用电压采集模块120测量火线L处电压U，并默认电压角度为0，火线L处电压U与漏电回路电压相等。电流采集模块110和电压采集模块120将采集的数据传输给控制模块130，控制模块130对A1、A2处的电流差、相位角和火线L处电压U采用欧姆定律公式计算出绝缘线的绝缘阻抗，并根据计算结果判断绝缘线是否合格。最后控制模块130将电流采集模块110和电压采集模块120采集的数据、绝缘线的绝缘阻抗以及判断绝缘线是否合格的结果传输给显示模块140，由显示模块140显示出来反馈给线路检测人员。
本发明的技术方案，首先通过电流采集模块110和电压采集模块120采集得到低压线路200的绝缘线的电流差、相位角和电压。然后将采集到的数据传输给控制模块130，通过控制模块130对电流采集模块110和电压采集模块120采集的电流差、相位角和电压数据进行计算处理，并判断低压线路200的绝缘线是否合格。最后利用显示模块140显示低压线路200的绝缘线的检测结果。综上，由电流采集模块110、电压采集模块120、控制模块130和显示模块140组成的低压线路200的绝缘线检测装置可以实现带电测试线路绝缘性能。
图3为本发明实施例提供的另一种低压线路的绝缘线检测装置的结构示意图，如图3所示，电流采集模块110包括：霍尔传感器111、滤波单元112和转换单元113；霍尔传感111器的第一端与低压线路200连接，霍尔传感器111的第二端与滤波单元112的第一端连接，滤波单元112的第二端与转换单元的第一端连接，转换单元的第二端与控制模块130连接；霍尔传感器111用于采集低压线路200两端的模拟电流差信号；滤波单元112用于对模拟电流差信号进行滤波；转换单元用于将模拟电流差信号转换成数字电流差信号，并传输给控制模块130。
其中，电流采集模块110是由霍尔传感器111、滤波单元112和转换单元组成的。具体地，霍尔传感器111的第一端与低压线路200连接，霍尔传感器111可以采集低压线路200的火线端和零线端的模拟电流差信号，其中模拟电流差信号包括火线端和零线端的电流差数据和相位角数据。霍尔传感器111的第二端与滤波单元112的第一端连接，霍尔传感器111将采集的模拟电流差信号传输给滤波单元112，滤波单元112可以对模拟电流差信号进行滤波处理，滤除模拟电流差信号中混杂的噪声信号，提高信号的质量。滤波单元112的第二端与转换单元的第一端连接，转换单元的第二端与控制模块130连接，滤波单元112滤除模拟电流差信号中混杂的噪声信号后将模拟电流差信号传输给转换单元，转换单元可以将模拟电流差信号转换成数字电流差信号并传输给控制模块130，便于控制模块130对数字电流差信号中所包含的数据的计算。
可选地，滤波单元包括带通滤波器；霍尔传感器与带通滤波器连接，带通滤波器与转换单元连接；带通滤波器用于对模拟电流信号进行滤波。
其中，滤波单元为带通滤波器，可以通过特定频段的信号波的同时滤除其它频段的信号波。具体地，霍尔传感器与带通滤波器连接，带通滤波器与转换单元连接，由此霍尔传感器将采集的模拟电流差信号传输给带通滤波器，带通滤波器可以对模拟电流差信号进行滤波处理，滤除模拟电流差信号中混杂的噪声信号后再将电流差信号传输给转换单元。图4为本发明实施例提供的一种滤波单元的结构示意图，如图4所示的滤波单元为带通滤波器，可以对模拟电流信号进行滤波。
可选地，转换单元包括模数转换芯片；转换单元的第一端作为模数转换芯片的第一端，转换单元的第二端作为模数转换芯片的第二端。
其中，转换单元采用数模转换芯片，转换单元的第一端作为模数转换芯片的第一端，也就是模数转换芯片的第一端与滤波单元的第二端连接，转换单元的第二端作为模数转换芯片的第二端，也就是模数转换芯片的第二端与控制模块连接。滤波单元滤除模拟电流差信号中混杂的噪声信号后将模拟电流差信号传输给模数转换芯片，模数转换芯片可以将模拟电流差信号转换成数字电流差信号并传输给控制模块，便于控制模块对数字电流差信号中包含的数据的计算。
示例性的，数模转换芯片的型号为AD7606，其是8通道16位的数模转换芯片，所有采样通道均能以200kSPS的速率进行数据采样，这样可以保证它的高转换精度。同时，AD7606数模转换芯片具有串行和高速并行接口模式，自带数字滤波器，在将模拟电流差信号转换为数字电流差信号之后，不需要再进行滤波处理。图5为本发明实施例提供的一种转换单元的结构示意图，图5所示为采用型号为AD7606的数模转换芯片的转化单元。
可选地，控制模块包括单片机；电流采集模块、电压采集模块以及显示模块均与单片机连接。
其中，控制模块采用单片机，单片机为整个低压线路的绝缘线检测装置的核心。具体地，电流采集模块、电压采集模块以及显示模块均与单片机连接，由此电流采集模块和电压采集模块将采集的数据传输给单片机进行数据处理，单片机将电流采集模块和电压采集模块采集的数据进行处理后可以发送给显示模块，利用显示模块显示处理结果。
示例性地，控制模块可以采用32位微控制处理器STM32F104单片机，STM32F104单片机具有高性能、低成本、低功耗、内存空间大和方便调试等优点，适用于各种环境。STM32F104单片机工作时可以对采集的数据进行数据处理，如电压和电流可以通过滤波放大等操作，再经A/D转换和单片机分析处理，最后将数据传输至显示模块进行显示。
可选地，显示模块包括液晶显示屏；液晶显示屏与控制模块连接。
其中，显示模块采用液晶显示屏，液晶显示屏与控制模块连接，控制模块将电流采集模块和电压采集模块采集的数据、绝缘线的绝缘阻抗以及判断绝缘线是否合格的结果传输给显示模块，由显示模块显示出来反馈给线路检测人员。具体地，可以选用型号为YELM12864LFC的液晶显示屏，其中型号里的12864表示液晶显示模块的点阵数，即液晶显示模块的点阵数为：128*64。型号为YELM12864LFC的液晶显示屏的硬件部分主要由两片带控制器组的行驱动KSO107和列驱动KSO108组成，另外如果需要显示各种字符及图形可以通过附加负压电路来实现。型号为YELM12864LFC的液晶显示屏可以和中央处理器直接连接，其具有8位标准数据总线、6条控制线以及电源线。
示例性地，若火线L处电压U为243.4V，A1、A2处的电流差为0.25mA，相位角为342.9°，则可以根据欧姆定律计算得到绝缘线的绝缘阻抗为：(1018.4+973.5j)KΩ。图6为本发明实施例提供的一种显示模块的显示示意图，如图6所示，线路检测人员可以快速地获知低压线路的绝缘线信息及检测结果。
图7为本发明实施例提供的一种显示模块的结构示意图，如图7所示，显示模块还包括亮度调节单元142；亮度调节单元142的第一端接地，亮度调节单元142的第二端和第三端与液晶显示屏141连接，亮度调节单元142用于调节液晶显示屏141的亮度。
其中，亮度调节单元142的电阻可以变化。由此可以通过改变亮度单元142的阻值改变液晶显示屏141的亮度。
图8为本发明实施例提供的另一种显示模块的结构示意图，如图8所示，亮度调节单元142包括滑动变阻器；亮度调节单元142的第一端作为滑动变阻器的第一端，亮度调节单元142的第二端作为滑动变阻器的第二端，亮度调节单元142的第三端作为滑动变阻器的第三端。
其中，亮度调节单元142可以为滑动变阻器。亮度调节单元142的第一端作为滑动变阻器的第一端，即滑动变阻器的第一端接地；亮度调节单元142的第二端作为滑动变阻器的第二端，亮度调节单元142的第三端作为滑动变阻器的第三端，即滑动变阻器的第二端和第三端与液晶显示屏141连接。
可选地，电流采集模块、电压采集模块、控制模块以及显示模块设置于屏蔽盒内。
其中，将电流采集模块、电压采集模块、控制模块以及显示模块设置于屏蔽盒内，可以减弱外部电磁波大于检测信号的干扰。此外，电流采集模块、电压采集模块、控制模块以及显示模块设之间连接的信号端子使用短屏蔽线连接，可以减小内部信号线相互之间的干扰，保证信号传输的质量。
图9为本发明实施例提供的一种低压线路的绝缘线检测方法的流程示意图，本实施例可适用于对低压线路的绝缘线的性能检测。该方法具体包括如下步骤：
S210、电流采集模块采集低压线路的电流差和电流差相位，并将采集的电流差和电流差相位传输给控制模块。
S220、电压采集模块采集低压线路的电压，并将采集的电压传输给控制模块。
S230、控制模块根据电流差、电流差相位和电压，计算低压线路的绝缘线的电阻和阻抗，从而判断低压线路的绝缘线是否合格。
S240、显示模块用于显示低压线路的绝缘线的检测结果。
本发明的技术方案，首先通过电流采集模块和电压采集模块采集得到低压线路的绝缘线的电流差、相位角和电压。然后将采集到的数据传输给控制模块，通过控制模块对电流采集模块和电压采集模块采集的电流差、相位角和电压数据进行计算处理，并判断低压线路的绝缘线是否合格。最后利用显示模块显示低压线路的绝缘线的检测结果。综上，由电流采集模块、电压采集模块、控制模块和显示模块组成的低压线路的绝缘线检测装置可以实现带电测试线路绝缘性能。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种低压线路的绝缘线检测装置，其特征在于，包括：电流采集模块、电压采集模块、控制模块以及显示模块；
所述电流采集模块的第一端与低压线路连接，所述电流采集模块的第二端与所述控制模块连接，所述电流采集模块用于采集所述低压线路两端的电流差和相位角，并将采集的所述电流差和所述相位角传输给所述控制模块；
所述电压采集模块的第一端与所述低压线路连接，所述电流采集模块的第二端与所述控制模块连接，所述电压采集模块用于采集所述低压线路的电压，并将采集的所述电压传输给所述控制模块；
所述控制模块用于根据所述电流差、所述相位角和所述电压，计算所述低压线路的绝缘线的绝缘阻抗，从而判断所述低压线路的绝缘线是否合格；
所述显示模块与所述控制模块连接，所述显示模块用于显示所述低压线路的绝缘线的检测结果。
2.根据权利要求1所述的低压线路的绝缘线检测装置，其特征在于，所述电流采集模块包括：霍尔传感器、滤波单元和转换单元；
所述霍尔传感器的第一端与所述低压线路连接，所述霍尔传感器的第二端与所述滤波单元的第一端连接，所述滤波单元的第二端与所述转换单元的第一端连接，所述转换单元的第二端与所述控制模块连接；所述霍尔传感器用于采集所述低压线路两端的模拟电流差信号；所述滤波单元用于对所述模拟电流差信号进行滤波；所述转换单元用于将所述模拟电流差信号转换成数字电流差信号，并传输给所述控制模块。
3.根据权利要求2所述的低压线路的绝缘线检测装置，其特征在于，所述滤波单元包括带通滤波器；
所述霍尔传感器与所述带通滤波器连接，所述带通滤波器与所述转换单元连接；所述带通滤波器用于对所述模拟电流信号进行滤波。
4.根据权利要求2所述的低压线路的绝缘线检测装置，其特征在于，所述转换单元包括模数转换芯片；
所述转换单元的第一端作为所述模数转换芯片的第一端，所述转换单元的第二端作为所述模数转换芯片的第二端。
5.根据权利要求1所述的低压线路的绝缘线检测装置，其特征在于，所述控制模块包括单片机；
所述电流采集模块、所述电压采集模块以及所述显示模块均与所述单片机连接。
6.根据权利要求1所述的低压线路的绝缘线检测装置，其特征在于，所述显示模块包括液晶显示屏；
所述液晶显示屏与所述控制模块连接。
7.根据权利要求6所述的低压线路的绝缘线检测装置，其特征在于，所述显示模块还包括亮度调节单元；
所述亮度调节单元的第一端接地，所述亮度调节单元的第二端和第三端与所述液晶显示屏连接，所述亮度调节单元用于调节所述液晶显示屏的亮度。
8.根据权利要求7所述的低压线路的绝缘线检测装置，其特征在于，所述亮度调节单元包括滑动变阻器；
所述亮度调节单元的第一端作为所述滑动变阻器的第一端，所述亮度调节单元的第二端作为所述滑动变阻器的第二端，所述亮度调节单元的第三端作为所述滑动变阻器的第三端。
9.根据权利要求1所述的低压线路的绝缘线检测装置，其特征在于，所述电流采集模块、所述电压采集模块、所述控制模块以及所述显示模块设置于所述屏蔽盒内。
10.一种低压线路的绝缘线检测方法，其特征在于，包括：
电流采集模块采集低压线路的电流差和电流差相位，并将采集的所述电流差和所述电流差相位传输给控制模块；
电压采集模块采集所述低压线路的电压，并将采集的所述电压传输给所述控制模块；
所述控制模块根据所述电流差、所述电流差相位和所述电压，计算所述低压线路的绝缘线的电阻和阻抗，从而判断所述低压线路的绝缘线是否合格；
显示模块用于显示所述低压线路的绝缘线的检测结果。
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