CN211577257U - 一种非接触式高压直流输电线路验电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种非接触式高压直流输电线路验电装置。所述验电装置控制绝缘伸缩杆的活动单元与电场传感器的电极探头在进行高压直流输电线路验电前闭合，在进行验电过程中，使绝缘伸缩杆的活动单元与电场传感器的电极探头分开，电场传感器感应电场信号，转换为电场值，并与设定的电场报警阈值比较，当电场传感器发送报警信号时，则说明线路带电，当电场传感器不发送报警信号时，则说明线路不带电。采用本实用新型所述的非接触式高压直流输电线路验电装置对高压直流输电线路进行验电准确度高，且不受环境、天气、线路结构等因素的影响，而且操作方便安全，作业人员安全距离满足要求，无触电等操作危险。

Description

一种非接触式高压直流输电线路验电装置

技术领域

本实用新型涉及输电线路运维检修领域,并且更具体地，涉及一种非接触式高压直流输电线路验电装置。

背景技术

在高压输电线路和变电设备检修工作中，需要事先验明其是否带电，以防意外发生。目前高压交流输电线路的验电方法主要包括两类：一类是接触式验电，主要采用在长杆上套装电容型验电器直接接触设备进行验电；另一类是非接触式验电，包括紫外脉冲法感应型验电器、超高频局部放电感应型验电装置、电磁感应型验电装置和地面电场感应型验电器等。而对于高压直流输电线路，目前暂无接触式验电方法，其非接触式验电装置主要采用场磨型，且存在抗干扰差、易误报的问题。由于高压直流输电线路周围存在离子流、空间电荷，会影响电场测量的准确性，目前暂无成熟有效的高压直流输电线路验电装置。

实用新型内容

为了解决现有技术中，非接触式高压直流输电线路验电装置抗干扰性差，电场测量准确性低，易误报等技术问题，本实用新型提供一种非接触式高压直流输电线路验电装置，所述装置包括：

电场传感器，其一端设置有电极探头，当所述电极探头与绝缘伸缩杆的活动单元分开时，所述电场传感器测量高压直流输电线路的电场信号，并与预先设定的电场报警阈值进行比较；

绝缘伸缩杆，其在一端设置有活动单元，所述绝缘伸缩杆通过活动单元实现与电场传感器的电极探头接触或者分开；

防脱落单元，其用于与进行验电的高压直流输电线路附近的塔身进行连接，防止验电过程中所述验电装置脱落。

进一步地，所述电场传感器包括：

电路单元，其用于感应高压直流输电线路电场信号，并将所述电场信号进行处理后电场值，与预先设定的电场报警阈值进行比较，当所述电场值大于所述电场报警阈值时，进行报警；

外壳，采用金属材质，其用于容纳所述电路单元，并在其顶部中心固定安装绝缘层；

电极探头，采用金属材质，其为伞形结构，包括伞面部分和伞轴部分，其中，伞面部分的边缘用于与绝缘伸缩杆的金属棒保持接触或者分开，伞轴部分叠放于绝缘层上方，并且所述伞面部分包覆绝缘层；

绝缘层，其位于电极探头和外壳之间，所述绝缘层位于外壳顶部的中心位置。

进一步地，所述电场传感器的电路单元包括：

敏感芯片，其用于感应高压直流输电线路的电场信号；

信号处理模块，其用于接收敏感芯片传输的电场信号，经过放大后，转换为电场值，并将所述电场值与设定的电场报警阈值进行比较，以及将比较结果信号传输至报警模块；

报警模块，其用于根据信号处理模块传输的比较结果信号，触发报警信号；

电源模块，其用于为电路单元的其他部件提供保持正常工作的电能。

进一步地，所述绝缘伸缩杆包括：

杆体，其为中空结构，其内部安装有使活动单元开合的控制单元；

控制单元，其位于杆体内部，一端与活动单元连接，通过其机械连动结构使活动单元开合；

连接单元，其位于杆体顶部，采用金属材质，通过螺栓与外壳连接，用于连接电场传感器和绝缘伸缩杆，使其固定在一起；

活动单元，其位于连接单元上方，一端与控制单元连接，通过控制单元操作其与活动单元连接的一端使活动单元未与控制单元连接的另一端保持与电场传感器的电场探头的接触或者分开。

进一步地，所述活动单元为金属棒。

进一步地，所述控制单元包括绝缘绳和弹簧，其中，弹簧与活动单元连接，通过绝缘绳牵引弹簧向下使活动单元与电极探头分开，松开绝缘绳时，弹簧回位，使活动单元与电极探头接触。

进一步地，所述电场传感器设置电场报警阈值是指将电场传感器的电路单元通过RS232输出端口与PC端连接，通过PC端的设置程序设定电场报警阈值。

进一步地，所述绝缘伸缩杆的长度根据高压直流输电线路电压等级确定，电压等级越高，伸缩杆的长度越长。

本实用新型技术方案提供的非接触式高压直流输电线路验电装置控制绝缘伸缩杆的活动单元与电场传感器的电极探头在进行高压直流输电线路验电前闭合，在进行验电过程中，使绝缘伸缩杆的活动单元与电场传感器的电极探头分开，电场传感器感应电场信号，转换为电场值，并与设定的电场报警阈值比较，当电场传感器发送报警信号时，则说明线路带电，当电场传感器不发送报警信号时，则说明线路不带电。本实用新型所述的非接触式高压直流输电线路验电装置及验电方法具有如下有益效果：

1、准确可靠。通过采用电场传感器模块检测导线周围空间电场来实现验电，采用绝缘伸缩杆连动活动单元短接电极探头和外壳来消除直流电场离子流、空间电荷的影响，其检测准确度高，且不受环境、天气、线路结构等因素的影响。

2、操作方便。验电装置报警阈值可通过程序预先设定，验电人员只需手握并伸出绝缘伸缩杆对准导线，且验电前后保持金属棒与电极探头接触，验电时控制金属棒与电极探头分开即可完成验电。另外增加防脱落单元后，可将验电装置与塔身连接，这样即使操作人员失误脱落了验电装置，也可以重新拾起验电装置后继续进行验电，大大提高了工作效率。

3、操作安全。验电时作业人员位于导线等高塔身处或导线正上方横担处，伸出绝缘伸缩杆进行验电，验电装置为非接触式，作业人员安全距离满足要求，无触电等操作危险。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本实用新型的示例性实施方式：

图1为根据本实用新型优选实施方式的非接触式高压直流输电线路验电装置的结构示意图；

图2为根据本实用新型优选实施方式的电场传感器的结构示意图；

图3为根据本实用新型优选实施方式的电场传感器的电路单元的结构示意图；

图4为根据本实用新型优选实施方式的绝缘伸缩杆的结构示意图；

图5为根据本实用新型优选实施方式的非接触式高压直流输电线路验电方法的流程示意图；

图6为根据本实用新型优选实施方式的对高压直流输电线路进行非接触式验电的位置示意图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本实用新型的示例性实施方式，然而，本实用新型可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本实用新型，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本实用新型的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本实用新型的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为根据本实用新型优选实施方式的非接触式高压直流输电线路验电装置的结构示意图。如图1所示，本优选实施方式所述的非接触式高压直流输电线路验电装置100包括：

电场传感器101，其一端设置有电极探头113，当所述电极探头113 与绝缘伸缩杆102的活动单元121分开时，所述电场传感器102测量高压直流输电线路的电场信号，并与预先设定的电场报警阈值进行比较。

绝缘伸缩杆102，其在一端设置有活动单元123，所述绝缘伸缩杆 102通过活动单元123实现与电场传感器101的电极探头113接触或者分开。当绝缘伸缩杆的活动单元与电场传感器的电极探头接触时，相当于电极探头与电场传感器的金属外壳短接，电场传感器的电场测量结果为0，可有效消除验电前后直流电场离子流、空间电荷对电场测量的影响。进行验电时，活动单元与电极探头分开，电场传感器感应线路的电场信号，可准确测量直流电场来完成验电工作。

防脱落单元103，其用于与进行验电的高压直流输电线路附近的塔身进行连接，防止验电过程中所述验电装置脱落。

在本优选实施方式中，防脱落单元为一个圆环，然后通过外带的中间为长绝缘绳，两边为可开合卡扣的部件，一端与塔向连接，一端与防脱落单元连接。但是防脱落单元也可设计为固定在绝缘伸缩杆侧面，带有长绳，且长绳另一有可开合卡扣的部件，直接通过卡扣将验电装置连接在塔上，上述方式都可使作业人员手持验电装置在高压直流输电线路上进行验电时，防止因为意外而使验电装置脱落，掉到地上。

图2为根据本实用新型优选实施方式的电场传感器的结构示意图。如图2所示，在本优选实施方式中，所述电场传感器101包括：

电路单元111，其用于感应高压直流输电线路电场信号，并将所述电场信号进行处理后电场值，与预先设定的电场报警阈值进行比较，当所述电场值大于所述电场报警阈值时，进行报警。

外壳112，其用于容纳所述电路单元，并在其顶部中心固定安装绝缘层。电场传感器的外壳采用金属材质，与电路单元的接地端连接。

电极探头113，其为伞形结构，包括伞面部分和伞轴部分，其中，伞面部分的边缘用于与绝缘伸缩杆的金属棒保持接触或者分开，伞轴部分叠放于绝缘层上方，并且所述伞面部分包覆绝缘层。电极探头也为金属材质。

绝缘层114，其位于电极探头和外壳之间，所述绝缘层位于外壳顶部的中心位置。

图3为根据本实用新型优选实施方式的电场传感器的电路单元的结构示意图。如图3所示，本优选实施方式所述的电场传感器的电路单元111 包括：

敏感芯片1111，其用于感应高压直流输电线路的电场信号。

信号处理模块1112，其用于接收敏感芯片传输的电场信号，经过放大后，转换为电场值，并将所述电场值与设定的电场报警阈值进行比较，以及将比较结果信号传输至报警模块。

报警模块1113，其用于根据信号处理模块传输的比较结果信号，触发报警信号。

电源模块1114，其用于为电路单元的其他部件提供保持正常工作的电能。

图4为根据本实用新型优选实施方式的绝缘伸缩杆的结构示意图。如图4所示，本优选实施方式中所述的绝缘伸缩杆102包括：

杆体121，其为中空结构，其内部安装有使活动单元开合的控制单元。

控制单元122，其位于杆体内部，一端与活动单元连接，通过其机械连动结构使活动单元开合。

连接单元124，其位于杆体顶部，采用金属材质，通过螺栓与外壳连接，用于连接电场传感器和绝缘伸缩杆，使其固定在一起。

活动单元123，其位于连接单元上方，一端与控制单元连接，通过控制单元操作其与活动单元连接的一端使活动单元未与控制单元连接的另一端保持与电场传感器的电极探头的接触或者分开。

优选地，所述活动单元123为金属棒。

优选地，所述控制单元122包括绝缘绳1221和弹簧1222，其中，弹簧1222与活动单元123连接，通过绝缘绳1221牵引弹簧1222向下使活动单元123与电极探头113分开，松开绝缘绳1221时，弹簧1222回位，使活动单元123与电极探头113接触。

优选地，所述电场传感器101设置电场报警阈值是指将电场传感器 101的电路单元111通过RS232输出端口与PC端连接，通过PC端的设置程序设定电场报警阈值。

优选地，所述绝缘伸缩杆102的长度根据高压直流输电线路电压等级确定，电压等级越高，伸缩杆的长度越长。高压直流输电线路电压等级与伸缩杆长度的对应关系可参考表1。

表1

电压等级	±500kV	±660kV	±800kV
				绝缘杆长度	1m	1.5m	2m

图5为根据本实用新型优选实施方式的非接触式高压直流输电线路验电装置进行验电的流程示意图。如图5所示，本优选实施方式所述的非接触式高压直流输电线路验电装置进行验电的流程500从步骤501开始。

在步骤501，将电场传感器与PC端连接，通过PC端的设置程序设定电场传感器的电场报警阈值。

在步骤502，将所述非接触式高压直流输电线路验电装置连接到进行验电的高压直流输电线路导线附近的塔身上；

在步骤503，保持活动单元与电极探头接触，并使绝缘伸缩杆展开水平或者竖直指向高压直流输电线路的导线。

在步骤504，使活动单元与电极探头分开后，进行验电，其中，电场传感器感应电场信号，转换为电场值，并与设定的电场报警阈值比较，当电场传感器发送报警信号时，则说明线路带电，当电场传感器不发送报警信号时，则说明线路不带电。

在步骤505，验电完成后保持金属棒与电极探头接触。

图6为根据本实用新型优选实施方式的对高压直流输电线路进行非接触式验电的位置示意图。如图6所示，在本方法中，当验电人员位于导线等高塔身处时，使非接触式高压直流输电线路验电装置100展开水平指向导线；而当验电人员位于导线正上方横担处时，则使非接触式高压直流输电线路验电装置展开竖起向下指向导线。

已经通过参考少量实施方式描述了本实用新型。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本实用新型以上公开的其他的实施例等同地落在本实用新型的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该 [装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (8)

1.一种非接触式高压直流输电线路验电装置，其特征在于，所述装置包括：

电场传感器，其一端设置有电极探头，当所述电极探头与绝缘伸缩杆的活动单元分开时，所述电场传感器测量高压直流输电线路的电场信号，并与预先设定的电场报警阈值进行比较；

绝缘伸缩杆，其在一端设置有活动单元，所述绝缘伸缩杆通过活动单元实现与电场传感器的电极探头接触或者分开；

防脱落单元，其用于与进行验电的高压直流输电线路附近的塔身进行连接，防止验电过程中所述验电装置脱落。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电场传感器包括：

电路单元，其用于感应高压直流输电线路电场信号，并将所述电场信号进行处理后电场值，与预先设定的电场报警阈值进行比较，当所述电场值大于所述电场报警阈值时，进行报警；

外壳，采用金属材质，其用于容纳所述电路单元，并在其顶部中心固定安装绝缘层；

电极探头，采用金属材质，其为伞形结构，包括伞面部分和伞轴部分，其中，伞面部分的边缘用于与绝缘伸缩杆的金属棒保持接触或者分开，伞轴部分叠放于绝缘层上方，并且所述伞面部分包覆绝缘层；

绝缘层，其位于电极探头和外壳之间，所述绝缘层位于外壳顶部的中心位置。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电场传感器的电路单元包括：

敏感芯片，其用于感应高压直流输电线路的电场信号；

信号处理模块，其用于接收敏感芯片传输的电场信号，经过放大后，转换为电场值，并将所述电场值与设定的电场报警阈值进行比较，以及将比较结果信号传输至报警模块；

报警模块，其用于根据信号处理模块传输的比较结果信号，触发报警信号；

电源模块，其用于为电路单元的其他部件提供保持正常工作的电能。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述绝缘伸缩杆包括：

杆体，其为中空结构，其内部安装有使活动单元开合的控制单元；

控制单元，其位于杆体内部，一端与活动单元连接，通过其机械连动结构使活动单元开合；

连接单元，其位于杆体顶部，采用金属材质，通过螺栓与外壳连接，用于连接电场传感器和绝缘伸缩杆，使其固定在一起；

活动单元，其位于连接单元上方，一端与控制单元连接，通过控制单元操作其与活动单元连接的一端使活动单元未与控制单元连接的另一端保持与电场传感器的电极探头的接触或者分开。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述活动单元为金属棒。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制单元包括绝缘绳和弹簧，其中，弹簧与活动单元连接，通过绝缘绳牵引弹簧向下使活动单元与电极探头分开，松开绝缘绳时，弹簧回位，使活动单元与电极探头接触。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电场传感器设置电场报警阈值是指将电场传感器的电路单元通过RS232输出端口与PC端连接，通过PC端的设置程序设定电场报警阈值。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述绝缘伸缩杆的长度根据高压直流输电线路电压等级确定，电压等级越高，伸缩杆的长度越长。

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