CN205786828U - 一种基于高压设备泄漏电流的验电及闭锁装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于高压设备泄漏电流的验电及闭锁装置，包括设置于高压设备上的、用于采集高压设备的泄漏电流信号的传感器；与传感器相连的、用于对传感器采集到的泄漏电流信号进行调制处理，得到控制装置能够识别的电压信号的信号调制装置；与信号调制装置相连的、用于获取电压信号，以及对电压信号的大小进行判断生成判断结果，并根据判断结果分别发送相应的控制信号至报警装置及闭锁装置，来分别控制报警装置及闭锁装置进行相应动作的控制装置。该装置能够根据泄漏电流信号数值的大小来对高压设备的带电情况进行判断，及时指示高压设备的状态，并进行报警及强制性闭锁，能在高压设备状态改变过程中提供强有力的技术安全措施，可靠性高。

Description

一种基于高压设备泄漏电流的验电及闭锁装置

技术领域

本实用新型涉及高压设备检测技术领域，特别是涉及一种基于高压设备泄漏电流的验电及闭锁装置。

背景技术

高压带电显示模块能够通过感应的方式获取高压设备的带电状态，从而提示运维人员勿进行带电操作，防止引发操作事故，是目前国内电力系统高压设备上常见的安全装置。

但是，该模块仅能显示高压设备是否带电，而当高压设备的泄漏电流过大(常用电气设备有隐患时，初期表现就是泄漏电流过大)超过预设报警阈值时，该模块不会进行预警干预，使工作人员不能及时预防和发现高压设备的运行故障，存在安全隐患，可靠性差。

因此，如何提供一种能够解决上述安全隐患、可靠性高的基于高压设备泄漏电流的验电及闭锁装置是本领域技术人员目前需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于高压设备泄漏电流的验电及闭锁装置，该装置能够根据泄漏电流信号的大小来对高压设备的工作状态进行判断，及时指示高压设备的工作状态，并进行报警和强制性闭锁，可靠性高。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于高压设备泄漏电流的验电及闭锁装置，包括：

设置于所述高压设备上的、用于采集所述高压设备的泄漏电流信号的传感器；

与所述传感器相连的、用于对所述传感器采集到的所述泄漏电流信号进行调制处理，得到控制装置能够识别的电压信号的信号调制装置；

与所述信号调制装置相连的、用于获取所述电压信号，以及对所述电压信号的大小进行判断生成判断结果，并根据所述判断结果分别发送相应的控制信号至报警装置以及闭锁装置，来分别控制所述报警装置以及所述闭锁装置进行相应的动作的所述控制装置。

优选地，所述传感器为环形，且所述传感器上设置有可闭合的开口。

优选地，所述控制装置包括：

用于当所述电压信号大于预设报警阈值时，发送第一报警信号至所述报警装置，控制所述报警装置进行第一报警处理的第一判断单元。

优选地，所述控制装置还包括：

用于当所述电压信号从低于预设阈值变为高于所述预设阈值时，发送第二报警信号至所述报警装置，控制所述报警装置进行第二报警处理的第二判断单元。

优选地，其特征在于，所述报警装置包括LED灯和/或蜂鸣器。

优选地，当所述报警装置包括显示装置时，所述控制装置包括：

用于当所述电压信号大于所述预设阈值时，发送第一显示信号至所述显示装置，控制所述显示装置进行第一显示处理，以及发送闭锁指令至所述闭锁装置，控制所述闭锁装置输出闭锁信号至开关装置；当所述电压信号小于所述预设阈值时，发送第二显示信号至所述显示装置，控制所述显示装置进行第二显示处理，以及发送开启指令至所述闭锁装置，控制所述闭锁装置输出开启信号至所述开关装置的第三判断单元。

优选地，所述开关装置包括电磁锁和/或微机防误电脑钥匙接口。

本实用新型提供了一种基于高压设备泄漏电流的验电及闭锁装置，该装置能够对设置于高压设备上的传感器采集到的泄漏电流信号对应的电压信号的大小进行判断，并根据判断结果分别发送相应的控制信号至报警模块以及闭锁装置，分别控制报警模块以及闭锁装置进行相应的动作。由于当高压设备的工作状态发生变化(例如发生故障)时，高压设备上的泄漏电流的大小也会发生变化，导致传感器采集到的泄漏电流信号的大小发生变化，故控制模块能够根据泄漏电流信号对应的电压信号的大小来对高压设备的工作状态进行判断，及时指示高压设备的工作状态，并控制报警模块进行报警以及强制闭锁，使工作人员能够及时预防和发现高压设备的运行故障，解决了高压设备目前存在的安全隐患，可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种基于高压设备泄漏电流的验电及闭锁装置的结构示意图；

图2为本实用新型提供的另一种基于高压设备泄漏电流的验电及闭锁装置的结构示意图；

图3为本实用新型提供的另一种基于高压设备泄漏电流的验电及闭锁装置的工作过程的流程图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种基于高压设备泄漏电流的验电及闭锁装置，该装置能够根据泄漏电流信号的大小来对高压设备的工作状态进行判断，及时指示高压设备的工作状态，并进行报警和强制闭锁，可靠性高。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

本实用新型提供了一种基于高压设备泄漏电流的验电及闭锁装置，参见图1所示，图1为本实用新型提供的一种基于高压设备泄漏电流的验电及闭锁装置的结构示意图；该装置包括：

设置于高压设备上的、用于采集高压设备的泄漏电流信号的传感器11；

与传感器11相连的、用于对传感器11采集到的泄漏电流信号进行调制处理，得到控制装置13能够识别的电压信号的信号调制装置12；

与信号调制装置12相连的、用于获取电压信号，以及对电压信号的大小进行判断生成判断结果，并根据判断结果分别发送相应的控制信号至报警装置14以及闭锁装置15，来分别控制报警装置14以及闭锁装置15进行相应的动作的控制装置13。

本实用新型提供了一种基于高压设备泄漏电流的验电及闭锁装置，该装置能够对设置于高压设备上的传感器采集到的泄漏电流信号对应的电压信号的大小进行判断，并根据判断结果分别发送相应的控制信号至报警模块以及闭锁装置，分别控制报警模块以及闭锁装置进行相应的动作。由于当高压设备的工作状态发生变化(例如发生故障)时，高压设备上的泄漏电流的大小也会发生变化，导致传感器采集到的泄漏电流信号的大小发生变化，故控制模块能够根据泄漏电流信号对应的电压信号的大小来对高压设备的工作状态进行判断，及时指示高压设备的工作状态，并控制报警模块进行报警以及强制闭锁，使工作人员能够及时预防和发现高压设备的运行故障，解决了高压设备目前存在的安全隐患，可靠性高。

实施例二

本实用新型还提供了另一种基于高压设备泄漏电流的验电及闭锁装置，参见图2所示，图2为本实用新型提供的另一种基于高压设备泄漏电流的验电及闭锁装置的结构示意图；

其中，这里的传感器11为环形，且传感器11上设置有可闭合的开口。

可以理解的是，现有技术中的传感器11仅能用于监测避雷器的泄漏电流，而无法监测变电站内有泄漏电流的其他高压设备，例如变压器铁芯、夹件接地、套管接地、PT接地、CT接地等，应用范围小，局限性大。由于变电站母线进线侧与高压设备的中间有隔离开关、断路器等设备，而避雷器一般安装在断路器前端，故现有的传感器11无法确定断路器后端的高压设备是否带电，无法完整监测整个变电站内的高压设备，监测不够全面。另外，现有的传感器11为闭环式穿心传感器，闭环式穿心传感器在现场带电安装时，必须要对避雷器的接地引下线进行改造，安装复杂。

而本实用新型中的传感器11为环形，且设置有可闭合的开口，只需要将传感器11上的开口打开，将传感器11放置至待测的高压设备上，再将开口闭合即可，不需要对线路进行改造，容易安装。且本实用新型中的传感器11不仅限于监测避雷器，通过调整传感器11开口的大小以及传感器11的形状，能够将传感器11安装在任意需要监测的高压设备上，应用范围广，局限性小。

其中，传感器11的形状可以为圆形或方形，当传感器11为圆形时，其内径为3cm，外径为4cm。当然，本实用新型对传感器11的形状以及尺寸不做特别限定。

另外，传感器11上开口的大小需要保证传感器11能够安装在待测的高压设备上。当然，本实用新型对传感器11上开口的具体尺寸不做限定，工作人员可根据实际情况自行设计需要的开口大小。

其中，这里的传感器11是对高压设备的接地引下线上的电流进行采集，采集到的泄漏电流信号为交流电流信号。

作为优选地，这里的控制装置13包括：

用于当电压信号大于预设报警阈值时，发送第一报警信号至报警装置14，控制报警装置14进行第一报警处理的第一判断单元。

可以理解的是，当电压信号大于预设报警阈值时指的是高压设备上的泄漏电流过大的情况。第一判断单元的操作能够使工作人员及时发现高压设备的故障，避免了故障长时间无人发现造成的经济损失，提高了电力系统的可靠性。

其中，这里的预设报警阈值为：

高压设备的额定泄漏电流的110％-180％。

当然，本实用新型对预设报警阈值的大小不做特别限定，可根据待测的高压设备的具体情况来自行设定。

作为优选地，这里的控制装置13还包括：

用于当电压信号从低于预设阈值变为高于预设阈值时，发送第二报警信号至报警装置14，控制报警装置14进行第二报警处理的第二判断单元。

可以理解的是，当电压信号大于预设阈值时，表示高压设备处于带电状态，当电压信号小于预设阈值时，表示高压设备处于停电状态，当电压信号从低于预设阈值变为高于预设阈值时，表示高压设备从无电变为有电。故第二判断单元的操作能够使工作人员及时发现高压设备带电，尽可能的避免工作人员误入带电间隔的情况出现，减少了事故的发生，提高了安全性。

其中，这里的报警装置14包括LED灯和/或蜂鸣器。

例如，这里的报警装置14可以包括一个LED灯和一个蜂鸣器，当报警装置14接收到第一报警信号时，控制蜂鸣器报警，当报警装置14接收到第二报警信号时，控制点亮LED灯。另外，报警装置14也可以包括两个颜色不同的LED灯。

当然，本实用新型对报警装置14具体包括的元器件的类型以及个数均不做特别限定，只要报警装置14接收到第一报警信号或第二报警信号时能够实现报警的目的(即能够提醒工作人员)即可。

作为优选地，第一报警处理与第二报警处理最好采用具有不同表现的元器件(例如颜色不同的LED灯)，便于工作人员根据报警装置14的报警情况区分高压设备的工作状态，从而采取相应的处理操作。当然，本实用新型对此并不做特别限定。

作为优选地，当报警装置14包括显示装置时，控制装置13包括：

用于当电压信号大于预设阈值时，发送第一显示信号至显示装置，控制显示装置进行第一显示处理，以及发送闭锁指令至闭锁装置15，控制闭锁装置15输出闭锁信号至开关装置20；当电压信号小于预设阈值时，发送第二显示信号至显示装置，控制显示装置进行第二显示处理，以及发送开启指令至闭锁装置15，控制闭锁装置15输出开启信号至开关装置20的第三判断单元。

其中，这里的显示装置为LED灯。当然，本实用新型对显示装置采用的元器件类型以及个数均不作特别限定，只要显示装置接收到第一显示信号或第二显示信号后能够实现显示的目的即可。

作为优选地，第一显示处理与第二显示处理最好采用具有不同表现的元器件(例如颜色不同的LED灯)，便于工作人员根据显示装置的显示情况区分高压设备的工作状态，从而采取相应的处理操作。当然，本实用新型对此并不做特别限定。

可以理解的是，开关装置20接收到闭锁信号后会进行闭锁处理，开关装置20接收到开启信号后会进行开启处理。

其中，这里的预设阈值为：

高压设备的电压值达到40％的额定电压值时，相对应的高压设备的泄漏电流值对应的电压值。

当然，本实用新型对预设阈值的大小不做特别限定，可根据待测的高压设备的具体情况来自行设定。

另外，这里的开关装置20包括电磁锁和/或微机防误电脑钥匙接口。当然，本实用新型对开关装置20的具体类型不做限定。

可以理解的是，第三判断单元的操作能够使显示装置显示高压设备是否带电，从而避免工作人员误入带电间隔，保障人身安全，同时尽可能防止人员误操作(例如误合地刀)而造成的故障以及经济损失。

作为优选地，这里的信号调制装置12包括：

与传感器11相连的、用于将传感器11采集到的泄漏电流信号转换为电压信号的I/V变换装置16；

与I/V变换装置16相连的、用于滤除电压信号中的高频杂波的滤波装置17；

与滤波装置17相连的、用于对滤波后的电压信号进行放大处理的放大装置18；

输入端与放大装置18相连、输出端与控制装置13相连的、用于将放大后的电压信号与预设直流基准电压信号进行叠加，提高电压信号的零点的基准调整装置19。

其中，这里的放大装置18为运算放大器。运算放大器能够使本实用新型提供的验电及闭锁装置实现50微安-500毫安的宽范围电流采集，使其能够适应不同的高压设备，而不需要进行硬件改动和设置。

当然，本实用新型并不限定I/V变换装置16、滤波装置17、放大装置18以及基准调整装置19的具体类型，只要能够实现上述功能的装置均在本实用新型的保护范围之内。

另外，预设直流基准电压信号的电压值可以为2.5V。当然，本实用新型对此不作限定。

作为优选地，这里的控制装置13为MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)。当然，本实用新型对此不作特别限定。

可以理解的是，控制装置13获取基准调整装置19的输出信号后，对其进行存储，控制装置13内部的模数转换器对该输出信号进行模数转换处理，生成数字信号，之后控制装置13将生成的数字信号与预设阈值以及预设报警阈值进行比较判断，得到判断结果，并根据判断结果，通过第一数字IO口输出相应的控制信号来控制报警装置14，以及通过第二数字IO口输出相应的控制信号来控制闭锁装置15。

其中，闭锁装置15为线圈型继电器，通过控制继电器的常开节点以及常闭节点的状态，来控制开关装置20。当开关装置20为电磁锁以及微机防误电脑钥匙时，继电器的常开节点分别与电磁锁以及微机防误电脑钥匙的空接点接口连接，继电器的常闭节点同理。当然，本实用新型并不限定闭锁装置15的类型。

另外，本实用新型提供的装置采用电池供电，该装置外部设置有封装箱体，箱体上设置有装置门。为节省电池的耗电量，当装置门打开(例如工作人员进行检修时)时，装置门上的门控开关将开启状态信号发送至控制装置13，控制装置13按第一预设时间间隔来控制传感器11采集泄漏电流信号；当装置门闭合后，装置门上的门控开关将闭合状态信号发送至控制装置13，控制装置13进入休眠模式，并按照第二预设时间间隔进行唤醒，控制装置13唤醒后控制传感器11采集泄漏电流信号。该种方式避免了验电及闭锁装置始终处于非休眠模式而导致耗电量过大的情况出现。

其中，第一预设时间间隔为3小时。第二预设时间间隔为1s。当然，本实用新型对第一预设时间间隔以及第二预设时间间隔的具体数值不做限定，工作人员可根据实际情况自行设定。

为方便对本实用新型方案的理解，下面就本实用新型提供的验电及闭锁装置的工作过程的具体情况做简单介绍：

参见图3所示，图3为本实用新型提供的另一种基于高压设备泄漏电流的验电及闭锁装置的工作过程的流程图。

步骤s101：验电及闭锁装置供电启动；

步骤s102：验电及闭锁装置初始化，并闭锁开关装置20；

步骤s103：判断MCU自检是否正常，如果是，进入步骤s104，否则返回步骤s102；

步骤s104：判断传感器11接线是否正确，如果是，进入步骤s105；

步骤s105：传感器11采集高压设备的泄漏电流信号；

步骤s106：信号调制装置12对传感器11采集到的泄漏电流信号进行调制处理，得到控制装置13能够识别的电压信号；

步骤s107：MCU获取信号调制装置12调制后的电压信号，对电压信号的大小进行判断，根据判断结果得到高压设备的工作状态；

步骤s108：当电压信号小于预设阈值时，高压设备处于停电状态，显示装置进行第二显示处理，开关装置20开启；

步骤s109：当电压信号大于预设阈值时，高压设备处于带电状态，显示装置进行第一显示处理，开关装置20闭锁；

步骤s110：当电压信号大于预设报警阈值时，报警装置14进行第一报警处理；

步骤s111：当高压设备从无电到有电时，报警装置14进行第二报警处理；

步骤s112：MCU进入休眠模式；

步骤s113：MCU按第二预设时间间隔进行唤醒，唤醒后返回步骤s104。

另外，当控制装置13判断电池电压低时，发送低压显示信号至显示装置进行欠压显示处理。当然，以上仅为优选方案，本实用新型对此不作特别限定。

与实施例一提供的装置相比，本实施例提供的装置中的传感器为环形，且其上设置有可闭合的开口，能够安装在各种高压设备上，且不需要对线路进行改造，易于安装且应用范围广；另外，当高压设备的泄漏电流过大或高压设备从无电到有电时，本实施例中的控制装置能够控制报警装置进行报警，使工作人员及时发现高压设备的故障，可靠性高，同时，控制装置还控制显示装置对高压设备是否带电进行了显示，避免了工作人员误入带电间隔，保障了工作人员的人身安全，同时尽可能防止了人员误操作(例如误合地刀)而造成的故障以及经济损失。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种基于高压设备泄漏电流的验电及闭锁装置，其特征在于，包括：

设置于所述高压设备上的、用于采集所述高压设备的泄漏电流信号的传感器；

与所述传感器相连的、用于对所述传感器采集到的所述泄漏电流信号进行调制处理，得到控制装置能够识别的电压信号的信号调制装置；

与所述信号调制装置相连的、用于获取所述电压信号，以及对所述电压信号的大小进行判断生成判断结果，并根据所述判断结果分别发送相应的控制信号至报警装置以及闭锁装置，来分别控制所述报警装置以及所述闭锁装置进行相应的动作的所述控制装置。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器为环形，且所述传感器上设置有可闭合的开口。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制装置包括：

用于当所述电压信号大于预设报警阈值时，发送第一报警信号至所述报警装置，控制所述报警装置进行第一报警处理的第一判断单元。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述控制装置还包括：

用于当所述电压信号从低于预设阈值变为高于所述预设阈值时，发送第二报警信号至所述报警装置，控制所述报警装置进行第二报警处理的第二判断单元。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，所述报警装置包括LED灯和/或蜂鸣器。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，当所述报警装置包括显示装置时，所述控制装置包括：

用于当所述电压信号大于所述预设阈值时，发送第一显示信号至所述显示装置，控制所述显示装置进行第一显示处理，以及发送闭锁指令至所述闭锁装置，控制所述闭锁装置输出闭锁信号至开关装置；当所述电压信号小于所述预设阈值时，发送第二显示信号至所述显示装置，控制所述显示装置进行第二显示处理，以及发送开启指令至所述闭锁装置，控制所述闭锁装置输出开启信号至所述开关装置的第三判断单元。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述开关装置包括电磁锁和/或微机防误电脑钥匙接口。