CN116093749A - 一种带放电指示的高压电气试验用放电棒及放电监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带放电指示的高压电气试验用放电棒及放电监测方法，包括放电棒本体、接地线和放电指示器，放电棒本体上设有依次电性连接的放电头、放电电阻和阻放接口，放电指示器内设有电流处理部；电流处理部的输入端与阻放接口电连接，电流处理部的输出端与接地线电性连接；电流处理部包括ARM处理器、电流采样单元、声光报警模块和电源模块；电流采样单元、声光报警模块和电源模块分别与ARM处理器器电连接。通过设置放电指示器与现有的放电棒配合使用，试验人员可通过放电指示器直观判断放电现象不明显的设备是否完成放电，不会因放电棒未接地或接地不良、试验人员疏忽未再次进行验电，造成的试验人员受伤。

Description

一种带放电指示的高压电气试验用放电棒及放电监测方法

技术领域

本发明涉及电力设备检修技术领域，尤其涉及一种带放电指示的高压电气试验用放电棒及放电监测方法。

背景技术

输配电电缆线路交接验收及停电检修时，需要对电缆本体以及避雷器等电缆附件进行高压电气试验，进而对电气设备的绝缘水平等关键性能进行评估，确定电气设备是否达到运行条件，从而及时发现设备隐患，保证设备投入后能可靠运行。

由于电缆、避雷器等设备属于容性设备，在进行高压电气试验（如直流耐压试验）后，设备会储存大量剩余电荷，此时设备上仍存在较高的电压，需要通过放电棒对试验设备进行放电，从而确保试验人员的安全。对于110千伏及以上电压等级的设备，试验后设备上剩余电荷量很大，在进行放电操作时存在明显的放电火花及放电声，试验人员能够直观判断试验设备是否完成放电；但对于35千伏及以下电压等级的设备，尤其是10千伏配网设备，由于试验后设备上剩余电荷量较少，放电操作过程中现象不明显，在放电棒未接地或接地不良且试验人员疏忽在设备放电后未再次进行验电时，极易造成试验人员受伤。

公开号为CN115149288A，2022年7月15日申请的中国发明专利，提出了一种试验用警示放电棒，其通过在普通放电棒阻放（经电阻放电）回路中串入发光二极管，利用放电过程中发光二极管的亮度变化来指示放电过程。但是普通发光二极管的工作电流通常在20mA左右，放电棒阻放回路中的实际电流与被试设备剩余电荷以及放电电阻有关，其范围在1-30mA之间，当实际电流过小时发光二极管亮度很低，现象不直观，实际电流过大，则可能烧毁发光二极管；这就造成该方案的实际应用效果受外界因素的影响较大，应用效果不佳；同时，该方案直接将发光二极管置于放电棒的环氧树脂绝缘杆上，在改造过程中必然需要破坏原有结构，会损伤放电棒的绝缘性能，存在安全隐患；若采用工厂定制化生产，则会增加制造成本。

公开号为CN217544953U，2022年6月10日申请的中国实用新型专利，提出了一种可检测残余电荷的放电棒，通过整合放电棒与验电器，将验电、放电等功能集合于一体，对于杆塔等高空作业而言较为便利。但是其对放电棒和验电器进行了结构重组，其结构较为复杂，一方面会影响到放电棒整体绝缘效果，使得放电棒的损坏率会更高，维修试验成本相应增加；另一方面需要进行定制化生产也使得该方案的通用性不强，无法利用既有设备，检修部门要重新采购，增加制造成本。

发明内容

本发明就是为了克服上述现有技术存在的缺点，提供一种带放电指示的高压电气试验用放电棒。本发明通过设置放电指示器与现有的放电棒配合使用，达到试验人员可通过放电指示器直观判断放电现象不明显的35千伏及以下电压等级的设备是否完成放电，不会因放电棒未接地或接地不良且试验人员疏忽在设备放电后未再次进行验电，造成的试验人员受伤的效果。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种带放电指示的高压电气试验用放电棒，包括放电棒本体和接地线，所述放电棒本体上设有依次电性连接的放电头、放电电阻和阻放接口，还设有与放电头电连接的直放接口，还包括放电指示器，所述放电指示器内设有电流处理部；所述电流处理部的输入端与阻放接口或与直放接口电连接，所述电流处理部的输出端与接地线电性连接；所述电流处理部包括ARM处理器、电流采样单元、声光报警模块和电源模块；所述电流采样单元、声光报警模块和电源模块分别与ARM处理器器电连接。

优选的，所述电流采样单元与ARM处理器之间还设有光耦隔离单元。

优选的，所述声光报警模块包括驱动单元、发光二极管和扬声器，所述驱动单元与ARM处理器电连接，所述发光二极管和扬声器分别与驱动单元电连接。

优选的，所述电源模块包括锂电池和电源管理单元，所述锂电池、电源管理单元和ARM处理器依次电连接。

优选的，还包括手持终端，所述电流处理部还包括与ARM处理器电连的蓝牙传输单元，所述蓝牙传输单元与手持终端通信连接。

优选的，所述放电指示器包括绝缘的壳体，所述壳体上设有电插头和电插孔，所述电插头可插入到阻放接口或直放接口内，所述接地线可插入到电插孔内；所述电流处理部的输入端通过电插头与阻放接口或与直放接口电连接，所述电流处理部的输出端通过电插孔与接地线电连接。

优选的，所述放电棒本体包括绝缘伸缩杆和绝缘手柄，所述放电头设置在绝缘伸缩杆的一端，所述绝缘手柄设置在绝缘伸缩杆的另一端。

本发明还提供了一种带放电指示的高压电气试验用放电棒的放电监测方法，包括以下步骤：

步骤一 通过电流采样单元对放电电流数据进行采集并传输至ARM处理器；ARM处理器里设定一值，此设定值根据人体安全电流设定；

步骤二 ARM处理器判定放电电流与设定值的大小，若所述放电电流小于或等于设定值，则不间断循环监测放电电流；若所述放电电流大于设定值则进行步骤三；

步骤三 ARM处理器在收到控制发光二极管发亮、扬声器发声进行告警，提醒试验人员注意；

步骤四 循环监测放电电流，重复步骤二。

优选的，所述发光二极管驱动脉冲波的脉冲宽度，根据当前放电电流与本次放电过程中放电电流的最大值的比值来调节，进而通过发光二极管的亮度来反映放电电流的大小。

优选的，所述步骤三中，在所述ARM处理器最后一次判定所述放电电流大于设定值时，进行的最后一次告警时间延长；所述步骤四中，循环监测放电电流的每次循环间隔一定时间。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

（1）通过放电指示器的电流采样单元对放电电流数据进行采集并传输至处理器ARM处理器电流大于设定值则声光报警模块告警；放电指示器与现有的放电棒配合使用，试验人员可通过放电指示器直观判断放电现象不明显的千伏及以下电压等级的设备是否完成放电，不会因放电棒未接地或接地不良且试验人员疏忽在设备放电后未再次进行验电，造成的试验人员受伤。

（2）单独设置一放电指示器与现有的放电棒配合，不用破坏原有放电棒结构，损伤放电棒的绝缘性能，影响到放电棒整体绝缘效果；减少了安全隐患，降低了维修试验成本；不用定制化生产，减少了制造成本；且通用性强，可利用既有设备。

（3）放电指示器内部电流采样单元通过光耦隔离单元进行隔离，避免直接与高压电设备接触，提升设备的安全性。

（4）发光二极管和扬声器通过声音、发光等方式提醒试验人员，发光二极管的亮度可以反映当前放电电流的相对大小，更为直观地反映放电现象。

（5）发光二极管通过ARM处理器控制发光，不会因实际电流过小时发光二极管亮度很低、现象不直观，或实际电流过大，则可能烧毁发光二极管。

（6）蓝牙传输单元与手持终端通信连接，实时的放电电流通过蓝牙传输单元传输至工作负责人的手持终端，进而保证试验人员在监护人的监护下进行高压试验，进一步保障试验人员的安全。

（7）通过电插头和电插孔实现放电指示器与放电棒本体的自由配合，利用现有放电棒可直接对高压电设备的检测。

（8）通过伸缩杆的伸长缩短实现高压电设备不同位置的检测。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为放电指示器的电流处理部内部连接关系；

图3为本发明放电监测方法流程图。

附图标记说明：

1-放电头；

2-放电电阻；

3-阻放接口；

4-直放接口；

5-绝缘伸缩杆；

6-绝缘手柄；

7-接地线；

8-放电指示器，81-壳体，82-电插头，83-电插孔，84-发光二极管，85-扬声器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

下面结合附图1-3对本发明进一步说明，一种带放电指示的高压电气试验用放电棒，包括放电棒本体和接地线7，放电棒本体上设有依次电性连接的放电头1、放电电阻2和阻放接口3，还包括放电指示器8，放电指示器8内设有电流处理部；电流处理部的输入端与阻放接口3电连接，电流处理部的输出端与接地线7电性连接。

通过设置放电指示器8与现有的放电棒配合使用，将放电棒的放电头1接触到进行高压电气试验后的电缆、避雷器等容性设备上，电流从放电头1经放电电阻2、阻放接口3到放电指示器8，可检测出剩余放电电流，再到接地线7；便于检测试验后设备上剩余电荷量较少、放电操作过程中现象不明显的35千伏及以下电压等级的设备，试验人员可通过放电指示器8直观判断试验设备是否完成放电，不会因放电棒未接地或接地不良且试验人员疏忽在设备放电后未再次进行验电，造成的试验人员受伤。

同时，单独设置一放电指示器8与现有的放电棒配合，不用破坏原有放电棒结构，损伤放电棒的绝缘性能，影响到放电棒整体绝缘效果；减少了安全隐患，降低了维修试验成本；不用定制化生产，减少了制造成本；且通用性强，可利用既有设备。

电流处理部包括ARM处理器、电流采样单元、声光报警模块和电源模块；电流采样单元、声光报警模块和电源模块分别与ARM处理器电连接；电流采样单元对放电电流数据进行采集并传输至处理器ARM处理器，ARM处理器判断电流大于设定值则声光报警模块告警，电流小于或等于设定值，则不间断循环监测放电电流；电源模块对电流处理部提供电源。

如图2所示，电流采样单元与ARM处理器之间还设有光耦隔离单元；放电指示器8内部电流采样单元通过光耦隔离单元进行隔离，避免直接与高压电设备接触，提升设备的安全性。

如图2所示，声光报警模块包括驱动单元、发光二极管84和扬声器85，驱动单元与ARM处理器电连接，发光二极管84和扬声器85分别与驱动单元电连接；通过声音、发光等方式提醒试验人员，发光二极管84的亮度可以反映当前放电电流的相对大小，更为直观地反映放电现象；

发光二极管84通过ARM处理器控制发光，不会因实际电流过小时发光二极管亮度很低、现象不直观，或实际电流过大，则可能烧毁发光二极管。

如图2所示，电源模块包括锂电池和电源管理单元，锂电池、电源管理单元和ARM处理器依次电连接。电源管理单元对电池的放电进行稳压处理，保证运行平稳。

如图2所示，还包括手持终端，电流处理部还包括与ARM处理器电连的蓝牙传输单元，蓝牙传输单元与手持终端通信连接。实时的放电电流通过蓝牙传输单元传输至工作负责人（或专责监护人）的手持终端，进而保证试验人员在监护人的监护下进行高压试验，进一步保障试验人员的安全。

如图1所示，放电指示器8包括绝缘的壳体81，壳体81上设有电插头82和电插孔83，电插头82插入到阻放接口3内，接地线7可插入到电插孔83内；通过电插头82和电插孔83实现放电指示器8与放电棒本体的自由配合，电流处理部的输入端通过电插头82与阻放接口3电连接，电流处理部的输出端通过电插孔83与接地线7电连接，实现利用现有放电棒可直接对高压电设备的检测。

如图1所示，放电棒本体包括绝缘伸缩杆5和绝缘手柄6，放电头1设置在绝缘伸缩杆5的一端，绝缘手柄6设置在绝缘伸缩杆5的另一端；通过绝缘伸缩杆5的伸长缩短实现高压电设备不同位置的检测。

实施例2

本实施例与实施例1的不同在于，放电棒本体上还设有与放电头1电连接的直放接口4，壳体81上的电插头82插入到直放接口4内，电流处理部的输入端通过电插头82与直放接口4电连接。放电的方式有阻放和直放两种，设置直放接口4，实现两种放电方式，适用性强。

实施例3

本发明还提供了一种带放电指示的高压电气试验用放电棒的放电监测方法，如图3所示，包括以下步骤：

步骤一 通过电流采样单元对放电电流数据进行采集并传输至ARM处理器；ARM处理器里设定一设定值，此设定值根据人体安全电流设定；

步骤二 ARM处理器判定放电电流与设定值的大小，若放电电流小于设定值，则不间断循环监测放电电流；若放电电流大于或等于设定值则进行步骤三；

步骤三 ARM处理器在收到控制发光二极管84发亮、扬声器85发声告警，提醒试验人员注意；在ARM处理器最后一次判定放电电流大于或等于设定值时，进行的最后一次告警时间延长1s；

根据当前放电电流与本次放电过程中放电电流的最大值的比值来调节发光二极管84驱动脉冲波的脉冲宽度，进而通过发光二极管84的亮度来反映放电电流的大小；

步骤四 循环监测放电电流，每次循环间隔0.2s，重复步骤二。

本发明的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中的“相连”“连接”应作广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接连接，也可以是通过中间部件间接连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其他领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种带放电指示的高压电气试验用放电棒，包括放电棒本体和接地线（7），所述放电棒本体上设有依次电性连接的放电头（1）、放电电阻（2）和阻放接口（3），还设有与放电头（1）电连接的直放接口（4），其特征在于，还包括放电指示器（8），所述放电指示器（8）内设有电流处理部；所述电流处理部的输入端与阻放接口（3）或与直放接口（4）电连接，所述电流处理部的输出端与接地线（7）电性连接；

所述电流处理部包括ARM处理器、电流采样单元、声光报警模块和电源模块；所述电流采样单元、声光报警模块和电源模块分别与ARM处理器器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种带放电指示的高压电气试验用放电棒，其特征在于，所述电流采样单元与ARM处理器之间还设有光耦隔离单元。

3.根据权利要求2所述的一种带放电指示的高压电气试验用放电棒，其特征在于，所述声光报警模块包括驱动单元、发光二极管（84）和扬声器（85），所述驱动单元与ARM处理器电连接，所述发光二极管（84）和扬声器（85）分别与驱动单元电连接。

4.根据权利要求3所述的一种带放电指示的高压电气试验用放电棒，其特征在于，所述电源模块包括锂电池和电源管理单元，所述锂电池、电源管理单元和ARM处理器依次电连接。

5.根据权利要求4所述的一种带放电指示的高压电气试验用放电棒，其特征在于，还包括手持终端，所述电流处理部还包括与ARM处理器电连的蓝牙传输单元，所述蓝牙传输单元与手持终端通信连接。

6.根据权利要求1所述的一种带放电指示的高压电气试验用放电棒，其特征在于，所述放电指示器（8）包括绝缘的壳体（81），所述壳体（81）上设有电插头（82）和电插孔（83），所述电插头（82）可插入到阻放接口（3）或直放接口（4）内，所述接地线（7）可插入到电插孔（83）内；

所述电流处理部的输入端通过电插头（82）与阻放接口（3）或与直放接口（4）电连接，所述电流处理部的输出端通过电插孔（83）与接地线（7）电连接。

7.根据权利要求6所述的一种带放电指示的高压电气试验用放电棒，其特征在于，所述放电棒本体包括绝缘伸缩杆（5）和绝缘手柄（6），所述放电头（1）设置在绝缘伸缩杆（5）的一端，所述绝缘手柄（6）设置在绝缘伸缩杆（5）的另一端。

8.根据权利要求5所述一种带放电指示的高压电气试验用放电棒的放电监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一 通过电流采样单元对放电电流数据进行采集并传输至ARM处理器；ARM处理器里设定一值，此设定值根据人体安全电流设定；

步骤二 ARM处理器判定放电电流与设定值的大小，若所述放电电流小于或等于设定值，则不间断循环监测放电电流；若所述放电电流大于设定值则进行步骤三；

步骤三ARM处理器在收到控制发光二极管（84）发亮、扬声器（85）发声进行告警，提醒试验人员注意；

步骤四 循环监测放电电流，重复步骤二。

9.根据权利要求8所述的一种带放电指示的高压电气试验用放电棒的放电监测方法，其特征在于，所述发光二极管（84）驱动脉冲波的脉冲宽度，根据当前放电电流与本次放电过程中放电电流的最大值的比值来调节，进而通过发光二极管（84）的亮度来反映放电电流的大小。

10.根据权利要求9所述的一种带放电指示的高压电气试验用放电棒的放电监测方法，其特征在于，所述步骤三中，在所述ARM处理器最后一次判定所述放电电流大于设定值时，进行的最后一次告警时间延长；

所述步骤四中，循环监测放电电流的每次循环间隔一定时间。

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