CN201662592U - 智能型特高压验电器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种智能型特高压验电器，电源电路的输出端分别与紫外传感器电路、温湿度采集电路和按键控制电路相连，紫外传感器电路的输出通过光电隔离电路与DSP处理器的输入端相连，按键控制电路与温湿度采集电路的输出端分别与DSP处理器的输入端相连，DSP处理器的输出端分别连接液晶显示电路、声光报警电路、红外定位电路存储器扩展电路的输入端。可每次检测验电器是否具备放电检测能力，提高了检测的可靠性，紫外传感器可实现放电检测能力的自检，若自检发现有问题则自动闭锁验电器并发出声光报警，实现了非接触式特高压设备的验电；体积小、携带方便、操作简单。

Description

智能型特高压验电器
技术领域
本实用新型属于非接触式放电检测装置，特别涉及一种特高压放电检测装置。
背景技术
特高压电网是指交流1000千伏、直流正负800千伏及以上电压等级的输电网络。随着电力工业的发展和电网负荷需求的提高，我国正在大力发展特高压、长距离电网。为了保障电网的线路稳定运行和停电检修时的安全，特高压电网的放电检测一般是通过红外成像仪、紫外成像仪、超声波探测仪等进行，但由于特高压电网的绝缘要求较高，对地距离较远，尤其特高压输电线路塔架高且跨距大，检测地点受到地理位置限制，检测距离大于80米，因此，目前的放电检测仪存在着成本高、操作复杂、灵敏度不足、对早期的放电危险难以预报和不能定量表示放电程度的缺陷。
发明内容
本实用新型的目的是为克服现有技术的缺陷是，提供了一种灵敏度高、检测距离远、成本低、非接触、智能型的特高压验电器，可定量表示放电程度，以便运行人员判定设备状态，并对绝缘情况进行早期预报。
本实用新型采用的技术方案是：包括电源电路，电源电路的输出端分别与紫外传感器电路、温湿度采集电路和按键控制电路相连，紫外传感器电路的输出通过光电隔离电路与DSP处理器的输入端相连，按键控制电路与温湿度采集电路的输出端分别与DSP处理器的输入端相连，DSP处理器的输出端分别连接液晶显示电路、声光报警电路、红外定位电路存储器扩展电路的输入端。
本实用新型的有益效果是：1、可每次检测验电器是否具备放电检测能力，提高了检测的可靠性。2、采用基于紫外光谱的电晕放电检测技术，紫外传感器可实现放电检测能力的自检，若自检发现有问题则自动闭锁验电器并发出声光报警，实现了非接触式特高压设备的验电。3、本实用新型的体积小、携带方便、操作简单。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明：
图1是本实用新型的电路结构连接图；
图2是图1中紫外传感器电路2的电路原理图；
图3是图1中光电隔离电路3的电路原理图；
图4是图1中温湿度采集电路6的电路原理图；
图5是图1中按键控制电路4的电路原理图；
图6是图1中液晶显示电路7的电路原理图；
图7是图1中声光报警电路8的电路原理图；
图8是图1中红外定位电路9的电路原理图；
图9是图1中存储器扩展电路10的电路原理图；
图10～11是图1中电源电路1的电路图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括电源电路1、紫外传感器电路2、光电隔离电路3、按键控制电路4、DSP处理器5、温湿度采集电路6、液晶显示电路7、声光报警电路8、红外定位电路9和存储器扩展电路10。紫外传感器电路2通过光电隔离电路3与DSP处理器5的输入端相连，温湿度采集电路6的输出端与DSP处理器5的输入端相连，按键控制电路4的输出端与DSP处理器5的输入端相连，DSP处理器5的输出端分别连接液晶显示电路7、声光报警电路8、红外定位电路9的输入端，DSP处理器5的输出与存储器扩展电路10相连，电源电路1的输出端分别与紫外传感器电路2、温湿度采集电路6和按键控制电路4相连。紫外传感器电路2用于获取有效距离内的特高压系统的紫外放电信号；光电隔离电路3对紫外传感器电路2输出的电压脉冲信号进行限幅和隔离，经限幅和隔离之后的信号送至DSP处理器5进行信号处理，通过DSP处理器5完成紫外脉冲计数，并对单位时间内的脉冲数进行分析，检验电气设备的放电强度是否达到报警阈值，若单位时间内的紫外脉冲数超过给定阈值，则输出紫外脉冲数目至液晶显示电路7中的液晶显示屏，并通过声光报警电路8发出声光报警信号，若低于给定阈值则只输出紫外脉冲数目，每次完成检测后，计数器自动清零等待下次检测；温湿度采集电路6用于获取检测紫外放电信号时外界的温湿度数值，随紫外脉冲数同时输出至液晶显示屏；按键控制电路4用于实现检测时间的选择及确定功能；红外定位电路9对检测位置进行定位；存储器扩展电路10可方便调试和使用的方便，其具有的外部数据存储器采用ISSI公司的IS61LV6416芯片；电源电路1为特高压验电器提供工作电压。
如图2所示，所述紫外传感器电路2包括传感器驱动电路和紫外传感器UV senser。传感器驱动电路的输出端与紫外传感器的输入端相连。传感器驱动电路为获取325V±25V直流电压，前端进行了DC-AC-DC转换。逆变器U1输入电压为+3.3V，传感器驱动电路通过桥式整流对逆变器U1输出的交流电压进行整流，再通过电容C26、电阻R3和R4组成的RC滤波电路进行滤波，调整电阻R3和R4的值将传感器的工作电压调到325V左右。紫外线入射时，紫外传感器UV senser放电，电流由充电电容C27提供，并在电阻R7上产生瞬时电流，输出一个脉冲电压，电阻R7引入电容C28可将输出的脉冲电压变得平滑稳定；停止放电后，电源向电容C27逐渐充电，阳极电位增加，达到放电起始电压后，如再有紫外光照射到传感器UV senser上，则再次放电；紫外传感器电路2输出的紫外脉冲电压的正极接光电隔离电路3中的光电耦合器6N136的第2脚，负极接光电耦合器6N136的第3脚。
在具体实施时，紫外传感器UV senser采用日本HAMAMATSU公司的R2868日盲型紫外传感器，该传感器的通道工作波段采用太阳盲区UV-C中的185nm-260nm波段，该波段不会受太阳辐射的干扰，其灵敏度达5000cps，可有效检测到高压设备放电的紫外脉冲。
如图3所示，光电耦合器采用6N136芯片，它可以将脉冲信号的电压限制在-0.7V-5.7V之间，经限幅后的电压信号再通过滤波电路，滤除高频干扰。6N136芯片的第2脚和第3脚接脉冲电压输出，第1脚、第4脚和第7脚悬空，第5脚接GND，第8脚接VCC，第6脚接TMS320F2812芯片的第174脚，并外接上拉电阻R9接VCC。
如图4所示，温湿度采集电路6用于获取检测高压设备时外界的温湿度值，在具体实施时，采用瑞士Scnsirion公司的数字温湿度传感器芯片SHT11，SHT11采用二线数字串行接口输出数字信号，芯片的第2脚接TMS320F2812芯片的第157脚，并外接上拉电阻接VDD，第3脚SCK时钟线用于DSP处理器与SHT11之间通信同步，接TMS320F2812芯片的第35脚，第1脚和第4脚外接电容去耦，分别接VDD和GND，第5脚、第6脚、第7脚和第8脚未接。
如图5所示，三只型号为SW-PB的按键分别外接上拉10k电阻并接3.3V的电压，另一端相连接地，分别实现检测时间的选择和确定，以及控制背景光的功能。三只按键输出分别接TMS320F2812的第92脚、第93脚和第94脚。
如图6所示，液晶显示电路7内具有T6963C控制驱动器图形液晶显示模块MGL(S)-12864T。其中T6963C是点阵式液晶图形显示控制器，以其为控制驱动器的液晶显示模块可实现屏幕的滚动、反显、闪烁、显示合成(字符显示区的内容和图形显示区的内容可同时显示在显示屏上)等功能。T6963的第1脚和第2脚相连接GND，第3脚接VCC，并外接电容C29接GND，第5脚接DSP芯片的写使能信号引脚，第6脚接DSP芯片的读使能信号引脚，第7脚接DSP芯片的片选信号引脚，第9脚上拉电阻接VCC，下拉电容C30接地。DSP芯片是使用3.3V电平，液晶显示器是使用5V电平，两者之间使用了一个电平转换芯片74LVC16245使系统能够正常工作。
如图7所示，声光报警电路8由2个LED和1个扬声器组成，LED一端接VCC，另一端通过一电阻，2个LED分别接TMS320F2812芯片的第95脚GPIOA3和第98脚GPIOA4，扬声器一端接VCC，另一端接晶体管的集电极，晶体管的发射极接地，基极通过一电阻接TMS320F2812芯片的第101脚GPIOA5。
如图8所示，红外定位电路9由红外传感器、晶体管和电阻组成，红外紫外线一端直接接VCC，另一端接晶体管的集电极，晶体管的发射极接地，基极通过电阻R37接TMS320F2812芯片的第45脚GPIOB0。
如图9所示，外部数据存储器采用ISSI公司的IS61LV6416芯片。IS61LV6416芯片的第1脚直接接DSP芯片的数据空间选通引脚，第17引脚接DSP芯片的写使能信号引脚，第41引脚接DSP芯片的读使能信号引脚，第11引脚和第33引脚相连，再经过电阻R30与第6引脚相连，并外接一个二极管D1接VDD。IS61LV6416芯片是一片64k×16b的高速静态RAM，采用3.3V电源供电，在调试过程中将DSP芯片引脚XMP/MC接高电平，就可以把程序下载到片外RAM中运行，等程序完全调试通过后，再将引脚XMP/MC接低电平，程序就下载到片内FLASH中。
其中SN74LVC1G86DBVR(U2)是异或门，SN74LVC1G04(U3)是非门，它们组成了外部RAM的片选信号电路。U3的第4脚接IS61LV6416芯片的第6脚，第5脚接VCC，第1脚悬空，第2脚接U2的第4脚，第3脚和U2的第3脚相连接地；U2的第5脚接VCC，第1脚接DSP芯片的数据空间选通引脚，第2脚接DSP芯片的程序空间选通引脚，当DSP芯片的程序空间选通引脚或数据空间选通引脚有效时，外部RAM就被选中。
如图10所示，220V交流电压输出接变压器T1，再经过桥式整流对变压器输出电压进行整流，接着并联电容C1和C2对输出电压进行滤波，再经过降压器LM7805，将电压降到+5V，再并联电容C3和C4对输出电压进行滤波，最后得到+5V的直流电压。如图11所示，将+5V电压转换为+3.3V和+1.8V，供DSP芯片外部I/O接口和DSP芯片内部逻辑电路工作。
本实用新型在应用时，需先选择检测时间，当检测到特高压设备放电时，统计一定时间内的放电脉冲数目，并记录当时的温湿度数值，利用DSP处理器5控制红外探头对检测位置的定位，并通过DSP处理器5分析紫外脉冲数目是否达到报警阈值，若超过给定阈值，则发出声光报警，并显示脉冲数目、温湿度值和检测时间，若低于给定阈值，则只显示脉冲数目、温湿度值和检测时间。

Claims (2)

1.一种智能型特高压验电器，包括电源电路(1)，其特征是：电源电路(1)的输出端分别与紫外传感器电路(2)、温湿度采集电路(6)和按键控制电路(4)相连，紫外传感器电路(2)的输出端通过光电隔离电路(3)与DSP处理器(5)的输入端相连，按键控制电路(4)与温湿度采集电路(6)的输出端分别与DSP处理器(5)的输入端相连，DSP处理器(5)的输出端分别连接液晶显示电路(7)、声光报警电路(8)、红外定位电路(9)存储器扩展电路(10)的输入端。
2.根据权利要求1所述的智能型特高压验电器，其特征是：紫外传感器电路(2)由传感器驱动电路和紫外传感器组成，传感器驱动电路的输出端与紫外传感器的输入端相连，紫外传感器的输出端与光电隔离电路(3)的输入端相连。
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