CN211554122U - 一种非接触式验电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种非接触式验电装置，属于电力工程器具技术领域。该装置包括接收端和发射端；发射端包括平行极板、第一电源模块、整流滤波电路、电阻分压器、A/D采样电路、第一单片机和无线发射模块；接收端包括无线接收模块、第二电源模块、第二单片机、显示模块和报警模块。本实用新型不用考虑测试线路的对地高度，无需接地线，可以测量并显示出测试线路上的电压值，并分辨出测试线路带感应电压还是工作电压，同时发出相应的声光报警信号。该装置具有经济实用、安全可靠、显示电压值、不需接地线等优点，易于推广应用。

Description

一种非接触式验电装置

技术领域

本实用新型属于电力工程器具技术领域，具体涉及一种非接触式验电装置。

背景技术

电网规模不断地扩张，电网的安全运行直接关系着整个国民经济的稳定发展。加强供电设施检修，减少事故的发生，才能提高电网安全稳定运行能力；电气化铁路里程不断增加，接触网作为电气化铁路的主要组成部分担负着重要作用，因此接触网的工作状态将直接影响着电气化铁道的运输能力。因此，加强接触网检修作业，维护其安全运行显得极为重要。

目前普通高压验电器主要采用接触式高压验电，但是其只能检测线路是否带电，不能测量出线路电压值，无法区分线路是感应电压还是工作电压，由于验电器与高压线路直接接触，可能由于验电器的绝缘老化、元件短路等原因，将给检修人员人身安全带来威胁。因此如何克服现有技术的不足是目前电力工程器具技术领域亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种非接触式验电装置，该装置解决现有高压验电器需要考虑测试线路的对地高度问题，同时解决了接触式验电器对于检修人员安全威胁，验电时，不接触高压线路，能实现远距离检测线路是否带电，而且还可以区分感应电压及工作电压并测量出线路电压值。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种非接触式验电装置，包括接收端和发射端；

所述的发射端包括平行极板、第一电源模块、整流滤波电路、电阻分压器、A/D采样电路、第一单片机和无线发射模块；

平行极板与整流滤波电路的输入端相连；

整流滤波电路的输出端与电阻分压器的输入端相连；

电阻分压器的输出端与A/D采样电路的输入端相连；

A/D采样电路的输出端与第一单片机的输入端相连；

第一单片机的输出端与和无线发射模块的输入端相连；

第一电源模块与第一单片机相连；

所述的接收端包括无线接收模块、第二电源模块、第二单片机、显示模块和报警模块；

无线发射模块与无线接收模块相连；

无线接收模块还与第二单片机的输入端相连；

第二单片机的输出端分别与显示模块、报警模块相连；

第二电源模块与第二单片机相连。

进一步，优选的是，所述的平行极板通过连接器与整流滤波电路相连。

进一步，优选的是，所述的平行极板由上极板和下极板组成；

所述的发射端还包括绝缘上壳、底座和连接器；

底座上固定连接有绝缘上壳，绝缘上壳下端开口，开口处固定连接有下极板，绝缘上壳内顶部固定连接有上极板；上极板所在平面与下极板的上表面平行；且下极板固定在底座上；

下极板固定在底座上；

底座上安装有连接器，连接器分别与上极板、下极板相连。

进一步，优选的是，所述的底座为圆筒形。

进一步，优选的是，所述的上极板、下极板均为半径为30mm的圆形铜板。

进一步，优选的是，报警模块采用声光报警器。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果为：

本实用新型装置结构新颖，可以实现非接触式验电，还可以显示出线路电压值大小，并判断所带电压为工作电压还是感应电压，线路验电更加安全、可靠、经济实用，此外，本实用新型装置解决了现有高压验电器需要考虑测试线路的对地高度问题，易于推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型非接触式验电装置的结构示意图；

图2是本实用新型发射端部分结构示意图；

其中，1、上极板；2、下极板；3、绝缘上壳；4、底座；5、连接器；6、第一电源模块；7、整流滤波电路；8、电阻分压器；9、A/D采样电路；10、第一单片机；11、无线发射模块；12、平行极板；13、无线接收模块；14、第二电源模块；15、第二单片机；16、显示模块；17、报警模块；

图3是本实用新型非接触式验电装置发射端电路图；

图4是本实用新型非接触式验电装置接收端电路图；

图5是第一（二）电源模块电路图；

图6是第一（二）单片机电路图；

图7是显示模块与第二单片机的接口电路图；

图8是报警模块驱动电路图；

图9是整流滤波电路、电阻分压器和A/D采样电路的电路图；

图10是无线发射（接收）模块电路图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本实用新型，而不应视为限定本实用新型的范围。实施例中未注明具体技术、连接关系或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术、连接关系、条件或者按照产品说明书进行。所用材料、仪器或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

实施例1

如图1~10所示，一种非接触式验电装置，包括接收端和发射端；

所述的发射端包括平行极板12、第一电源模块6、整流滤波电路7、电阻分压器8、A/D采样电路9、第一单片机10和无线发射模块11；

平行极板12与整流滤波电路7的输入端相连；

整流滤波电路7的输出端与电阻分压器8的输入端相连；

电阻分压器8的输出端与A/D采样电路9的输入端相连；

A/D采样电路9的输出端与第一单片机10的输入端相连；

第一单片机10的输出端与和无线发射模块11的输入端相连；

第一电源模块6与第一单片机10相连；

所述的接收端包括无线接收模块13、第二电源模块14、第二单片机15、显示模块16和报警模块17；

无线发射模块11与无线接收模块13相连；

无线接收模块13还与第二单片机15的输入端相连；

第二单片机15的输出端分别与显示模块16、报警模块17相连；

第二电源模块14与第二单片机15相连。

实施例2

如图1~10所示，一种非接触式验电装置，包括接收端和发射端；

所述的发射端包括平行极板12、第一电源模块6、整流滤波电路7、电阻分压器8、A/D采样电路9、第一单片机10和无线发射模块11；

平行极板12与整流滤波电路7的输入端相连；

整流滤波电路7的输出端与电阻分压器8的输入端相连；

电阻分压器8的输出端与A/D采样电路9的输入端相连；

A/D采样电路9的输出端与第一单片机10的输入端相连；

第一单片机10的输出端与和无线发射模块11的输入端相连；

第一电源模块6与第一单片机10相连；

所述的接收端包括无线接收模块13、第二电源模块14、第二单片机15、显示模块16和报警模块17；

无线发射模块11与无线接收模块13相连；

无线接收模块13还与第二单片机15的输入端相连；

第二单片机15的输出端分别与显示模块16、报警模块17相连；

第二电源模块14与第二单片机15相连。

优选，所述的平行极板12通过连接器5与整流滤波电路7相连。

优选，所述的平行极板12由上极板1和下极板2组成；

所述的发射端还包括绝缘上壳3、底座4和连接器5；

底座4上固定连接有绝缘上壳3，绝缘上壳3下端开口，开口处固定连接有下极板2，绝缘上壳3内顶部固定连接有上极板1；上极板1所在平面与下极板2的上表面平行；且下极板2固定在底座4上；

底座4上安装有连接器5，连接器5分别与上极板1、下极板2相连。

优选，所述的底座4为圆筒形。

优选，所述的上极板1、下极板2均为半径为30mm的圆形铜板。

优选，报警模块17采用声光报警器。

优选，绝缘上壳3为圆筒形，内半径设计为3cm、内高度设为6cm。上极板1和下极板2之间的距离优选为6cm。

平行极板将采集的交流电压通过信号引线输送至整流滤波电路7，整流滤波电路7将交流高电压变成直流高电压，电阻分压器8将直流高电压变成5V内的直流电压，A/D采样电路9采集该直流电压传输至第一单片机10，在第一单片机10内部将该直流电压转换成实际电压，最后通过无线发送模块11将电压实际值发送无线接收模块13，无线接收模块13接收到电压实际值后传输到第二单片机15，之后第二单片机15控制显示模块16显示电压实际值和报警模块17是否报警。

将高压验电器发射端通过可伸缩绝缘杆放置到测试线路下，当发射端位于测试线路下1m处，接收端进行第一次数据接收，当绝缘杆升至3m处时，接收端进行第二次数据接收。通过两次数据测量，接收端通过第二单片机15进行计算后将显示电压实际值显示到显示模块上。第二单片机15会对测量结果进行判断，当超过45％UN时会提示为工作电压，接收端报警模块17红灯亮起并且蜂鸣器发出连续响声；反之，则提示为感应电压，接收端报警模块17中绿灯亮起并且蜂鸣器发出断续响声。

第二单片机15可以根据电压测试值与额定值的比较，发出与之相对应的声光报警信号。

第一（二）电源模块电路图如图5所示，利用ASM1117-3.3降压电路使第一电源模块6、第二电源模块14具有稳定精度高、低压降等特点，同时具有关断和保护功能。且能将5v电压降到3.3V，电路图中D1二极管是防止电源接反，对电路起保护作用，电路中的电容为滤波电容，实现高频和低频滤波，能够实现电源的平滑度，实现线性稳压的特点。

第一（二）单片机最小系统包括时钟信号电路、复位电路。时钟电路用于单片机工作所需要的时钟信号，其采用单片机外接11.0592MHZ晶振电路来实现。复位电路实现单片机的初始化操作，接收端的复位电路采用按键电平复位方式，验电器发射端采用上电复位。对于第二单片机15P0口作为一般I/O口使用，加装10K上拉电阻，为了驱动液晶显示模块。其单片机电路如图6所示。

显示模块与第二单片机的接口电路图如图7所示，报警模块驱动电路图如图8所示，从显示和报警两个模块来实现装置显示电压值及分辨电压类型的功能。对于显示模块16，选择1602液晶显示。对于报警模块17，蜂鸣器选用压电蜂鸣器，其主要由压电陶瓷和振荡电路组成。当第二单片机15给其一个低电平时，多谐振荡器起振，输出音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。

如图9所示，利用整流滤波电路7、电阻分压器8、A/D采样电路9实现信号处理，从而使平行极板上的信号不易发生畸变，降低噪声干扰，从而有利于准确判断过零点。发射端使用TLC2543的0通道来采集整流降压滤波后的电压，通过无线发射模块11将电压发射出去，改变绝缘杆高度进行第二次测量，采集到电压并将测量结果发射出去。在接收端对两次测量结果进行计算，计算出线路上的实际电压，将其显示到显示模块16上。

如图10所示，利用nRF905芯片来设计无线发射模块11与无线接收模块13，nRF905在处于接收模式时，若检测到接收频率段的载波，就置CD为高；接着检测载波数据中的地址字节，若与本身已配置的接收地址相同，则置AM为高；若再检测到接收数据中的CRC校验正确，则存储有效数据字节，置DR为高。nRF905芯片是由挪威NORRDIC公司推出的单片射频发射器芯片，能够工作在3个频段，本装置采用其433MHZ频段，能够满足多点通讯的需求。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种非接触式验电装置，其特征在于，包括接收端和发射端；

所述的发射端包括平行极板（12）、第一电源模块（6）、整流滤波电路（7）、电阻分压器（8）、A/D采样电路（9）、第一单片机（10）和无线发射模块（11）；

平行极板（12）与整流滤波电路（7）的输入端相连；

整流滤波电路（7）的输出端与电阻分压器（8）的输入端相连；

电阻分压器（8）的输出端与A/D采样电路（9）的输入端相连；

A/D采样电路（9）的输出端与第一单片机（10）的输入端相连；

第一单片机（10）的输出端与和无线发射模块（11）的输入端相连；

第一电源模块（6）与第一单片机（10）相连；

所述的接收端包括无线接收模块（13）、第二电源模块（14）、第二单片机（15）、显示模块（16）和报警模块（17）；

无线发射模块（11）与无线接收模块（13）相连；

无线接收模块（13）还与第二单片机（15）的输入端相连；

第二单片机（15）的输出端分别与显示模块（16）、报警模块（17）相连；

第二电源模块（14）与第二单片机（15）相连。

2.根据权利要求1所述的非接触式验电装置，其特征在于，所述的平行极板（12）通过连接器（5）与整流滤波电路（7）相连。

3.根据权利要求1所述的非接触式验电装置，其特征在于，所述的平行极板（12）由上极板（1）和下极板（2）组成；

所述的发射端还包括绝缘上壳（3）、底座（4）和连接器（5）；

底座（4）上固定连接有绝缘上壳（3），绝缘上壳（3）下端开口，开口处固定连接有下极板（2），绝缘上壳（3）内顶部固定连接有上极板（1）；上极板（1）所在平面与下极板（2）的上表面平行；且下极板（2）固定在底座（4）上；

底座（4）上安装有连接器（5），连接器（5）与下极板（2）相连。

4.根据权利要求3所述的非接触式验电装置，其特征在于，所述的底座（4）为圆筒形。

5.根据权利要求3所述的非接触式验电装置，其特征在于，所述的上极板（1）、下极板（2）均为半径为30mm的圆形铜板。

6.根据权利要求1所述的非接触式验电装置，其特征在于，报警模块（17）采用声光报警器。

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