CN214622803U - 一种基于电晕放电电流检测的高压验电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于电晕放电电流检测的高压验电装置，包括绝缘手柄，绝缘手柄顶端固定连接有长度可伸缩的绝缘操作杆，绝缘操作杆顶端可拆卸连接有验电头，验电头表面为绝缘面，验电头顶端固定连接有高压探头，验电头表面设置有防水开关，验电头内部设有电路板及与电路板可拆卸连接的不锈钢针尖，不锈钢针尖和高压探头相连接且均位于验电头的中心轴上，电路板上设有电流检测电路、钳位电路、振荡电路和声光报警模块和电源。本申请中验电头与绝缘操作杆可拆卸连接，在不使用时可将两部分拆卸下来，方便携带与存放，使用时将两部分连接起来，并可根据不同高度高压线路调节绝缘杆长度至合适，操作灵活方便，保证了验电准确性，提高了工作效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力系统检测技术领域，具体涉及一种基于电晕放电电流检测的高压验电装置。
背景技术
由于工业化及社会的进步，对电能的需求量越来越大，所以输电线路也越来越多，发生故障的频率也越来越高。高压验电器在电力行业的安全生产、运行和维护中起着极为重要的作用。具体在进行高压电路维修及检测之前，电力维修人员需先用验电器对高压线路是否通电进行检测，这对电力维修人员的安全至关重要。而本实用新型的发明人经过研究发现，目前的高压验电器存在一定缺陷：例如传统电容式交流高压验电器存在一定的验电盲区，严重时危及人身和供电安全；紫外检测验电器存在紫外脉冲相对较少易受现场环境影响；电磁感应验电器存在传感信号容易发生漂移，不能有效测量电压等等；同时很多验电器存在携带不方便，这给电力工作者带来很多麻烦。
实用新型内容
针对现有高压验电器存在的危及人身和供电安全、易受现场环境影响、不能有效测量电压以及携带不方便的技术问题，本实用新型提供一种基于电晕放电电流检测的高压验电装置，该装置利用当尖端接触到高电压时会电晕放电，并产生电晕电流的原理，检测是否有电晕电流来判断输电线路是否带高压。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：
一种基于电晕放电电流检测的高压验电装置，包括绝缘手柄，所述绝缘手柄的顶端固定连接有长度可伸缩的绝缘操作杆，所述绝缘操作杆的顶端可拆卸连接有验电头，所述验电头的表面为绝缘面，所述验电头的顶端固定连接有高压探头，所述验电头的表面设置有防水开关，所述验电头的内部设有电路板及与电路板可拆卸连接的不锈钢针尖，所述不锈钢针尖和高压探头相连接且均位于验电头的中心轴上，所述电路板上设有电流检测电路、钳位电路、振荡电路和声光报警模块和电源，所述电流检测电路用于当高压探头接触到待测高压线路，不锈钢针尖带电产生电晕放电并有电晕电流流过时取得电压，所述钳位电路用于稳定电流检测电路取得的电压，所述振荡电路用于利用电流检测电路取得的电压进行工作以输出矩形波脉冲，所述声光报警模块用于根据矩形波脉冲进行声光报警，所述电源用于通过防水开关给振荡电路和声光报警模块供电。
与现有技术相比，本实用新型提供的基于电晕放电电流检测的高压验电装置使用时，先将防水开关闭合，接着将高压探头尖端与待测高压线路接触，若待测高压线路带高压不锈钢针尖带电产生电晕放电并有电晕电流流过，此时电流检测电路通过电晕电流取得电压，然后振荡电路利用电流检测电路取得的电压进行工作以输出矩形波脉冲，最后声光报警模块根据矩形波脉冲进行声光报警，由此完成输电线路是否带高压的判断。本装置中的手柄、操作杆和验电头均为绝缘设置，因而不存在危及人身和供电安全的问题；同时通过验电头上的高压探头、不锈钢针尖及电路板中的电流检测电路、钳位电路、振荡电路和声光报警模块配置，可不受现场环境影响地有效实现电压测量；而且绝缘操作杆的顶端与验电头的底端，以及电路板与不锈钢针尖之间均为可拆卸连接，因此非常方便携带；另外绝缘操作杆为长度可伸缩结构，因而可根据不同高度的待测高压线路进行长度调整以适合接触需要。
进一步，所述绝缘操作杆的顶端与验电头的底端之间通过螺纹配合连接，所述不锈钢针尖紧固插接于电路板上。
进一步，所述电流检测电路包括检测电阻R、光耦合器P1和光耦合器P2，所述检测电阻R的一端、光耦合器P1的阳极输入端和正极信号输出端、光耦合器P2的阴极输入端均与高压探头连接，所述检测电阻R的另一端、光耦合器P1的阴极输入端、光耦合器P2的阳极输入端和正极信号输出端均与不锈钢针尖和电源负极连接，所述光耦合器P1和P2的负极信号输出端与振荡电路连接。
进一步，所述钳位电路包括快速二极管D1、D2、D3、D4、D5和D6，所述快速二极管D1的阳极和D4的阴极与检测电阻R的一端连接，所述快速二极管D1的阴极、D2的阳极、D4的阳极和D5的阴极相互连接，所述快速二极管D2的阴极、D3的阳极、D5的阳极和D6的阴极相互连接，所述快速二极管D3的阴极和D6的阳极与检测电阻R的另一端连接。
进一步，所述振荡电路包括555定时器、电阻R1和R2、电容C和C1，所述555定时器的第4引脚与电流检测电路的信号输出端连接，所述555定时器的第8引脚与电阻R1的一端以及通过防水开关与电源正极连接，所述555定时器的第7引脚与电阻R2的一端以及电阻R1的另一端连接，所述555定时器的第6和第2引脚与电阻R2的另一端以及电容C的一端连接，所述555定时器的第5引脚与电容C1的一端连接，所述555定时器的第1引脚以及电容C和C1的另一端与电源负极连接，所述555定时器的第3引脚与声光报警模块连接。
进一步，所述声光报警模块包括电阻R3、三极管VT及安装于验电头表面的蜂鸣器和LED灯，所述电阻R3的一端与振荡电路连接，所述电阻R3的另一端与三极管VT的基极连接，所述三极管VT的集电极经防水开关与电源正极连接，所述三极管VT的发射极与蜂鸣器和LED灯连接。
进一步，所述验电头的表面安装有三个LED灯。
附图说明
图1是本实用新型提供的基于电晕放电电流检测的高压验电装置结构示意图。
图2是本实用新型提供的高压验电装置中电路板上的线路示意图。
图中，1、绝缘手柄；2、绝缘操作杆；3、验电头；4、高压探头；5、防水开关；6、电路板；61、电流检测电路；62、钳位电路；63、振荡电路；64、声光报警模块；65、电源；7、不锈钢针尖；8、蜂鸣器；9、LED灯；10、待测高压线路。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
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”、“相连”、“连接”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，可以是两个元件内部的连通。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在本实用新型中的具体含义。
请参考图1和图2所示，本实用新型提供一种基于电晕放电电流检测的高压验电装置，包括绝缘手柄1，所述绝缘手柄1的顶端固定连接有长度可伸缩的绝缘操作杆2，所述绝缘操作杆2的长度可伸缩具体可采用现有套装式多管节可伸缩结构来实现，所述绝缘操作杆2的顶端可拆卸连接有验电头3，所述验电头3的表面为绝缘面，所述验电头3的顶端固定连接有高压探头4，所述高压探头4为金属探头，所述验电头3的表面设置有防水开关5，所述验电头3的内部设有电路板6及与电路板6可拆卸连接的不锈钢针尖7，所述不锈钢针尖7和高压探头4相连接且均位于验电头3的中心轴上，所述电路板6上设有电流检测电路61、钳位电路62、振荡电路63和声光报警模块64和电源65，所述电流检测电路61用于当高压探头4接触到待测高压线路10，不锈钢针尖7带电产生电晕放电并有电晕电流流过时取得电压，所述钳位电路62用于稳定电流检测电路61取得的电压，所述振荡电路63用于利用电流检测电路61取得的电压进行工作以输出矩形波脉冲，所述声光报警模块64用于根据矩形波脉冲进行声光报警，所述电源65用于通过防水开关5给振荡电路63和声光报警模块64供电。
与现有技术相比，本实用新型提供的基于电晕放电电流检测的高压验电装置使用时，先将防水开关闭合，接着将高压探头尖端与待测高压线路接触，若待测高压线路带高压不锈钢针尖带电产生电晕放电并有电晕电流流过，此时电流检测电路通过电晕电流取得电压，然后振荡电路利用电流检测电路取得的电压进行工作以输出矩形波脉冲，最后声光报警模块根据矩形波脉冲进行声光报警，由此完成输电线路是否带高压的判断。本装置中的手柄、操作杆和验电头均为绝缘设置，因而不存在危及人身和供电安全的问题；同时通过验电头上的高压探头、不锈钢针尖及电路板中的电流检测电路、钳位电路、振荡电路和声光报警模块配置，可不受现场环境影响地有效实现电压测量；而且绝缘操作杆的顶端与验电头的底端，以及电路板与不锈钢针尖之间均为可拆卸连接，因此非常方便携带；另外绝缘操作杆为长度可伸缩结构，因而可根据不同高度的待测高压线路进行长度调整以适合接触需要。
作为具体实施例，所述绝缘操作杆2的顶端与验电头3的底端之间通过螺纹配合连接，即通过在绝缘操作杆2顶端和验电头3上分别设置内螺纹或外螺纹，由此可实现绝缘操作杆2的顶端与验电头3之间的可拆卸连接，进而方便携带；所述不锈钢针尖7紧固插接于电路板6上，由此可实现电路板6与不锈钢针尖7之间的可拆卸连接，进而方便不锈钢针尖7从电路板6上拆卸下来后，对电路板6进行检修。
作为具体实施例，请参考图2所示，所述电流检测电路61包括检测电阻R、光耦合器P1和光耦合器P2，所述检测电阻R的一端、光耦合器P1的阳极输入端和正极信号输出端、光耦合器P2的阴极输入端均与高压探头4连接，所述检测电阻R的另一端、光耦合器P1的阴极输入端、光耦合器P2的阳极输入端和正极信号输出端均与不锈钢针尖7和电源65负极连接，所述光耦合器P1和P2的负极信号输出端与振荡电路63连接。本实施例中，为了使后续振荡电路63中的555定时器在电晕电流为正和为负的时候都能够工作，因而将P1和P2两个光耦合器并联配置，电阻R串联在不锈钢针尖7中，由此当不锈钢针尖7有电晕电流流过时，电阻R两端将取得电压，同时光耦合器会导通，光耦合器的输出接555定时器，而光耦合器P1和光耦合器P2具体可选用MOC3201光耦合器来实现，电阻R选择10MΩ的电阻。具体不锈钢针尖7上电晕电流的产生原理为：当高压探头4接触到高压线路时，不锈钢针尖7也会带电并产生电晕放电，大气中的气体分子在常温下收到诸如太阳紫外线、宇宙射线的辐射激励，被少许电离而形成稀薄的等离子体。当电极带正电时，由于金属尖端前方电场强度大，电子的质量极小在电场中极易加速，而正电荷质量较大不易加速，尖端前部的等离子体中的负电荷(自由电子)便进入正尖电极，留下正电荷(净剩正电荷)，电子移动形成电晕电流；而当电极带负电时，由于金属尖端前方电场强度大，所以尖电极发射自由电子，自由电子被尖端前方的等离子体中的正电荷吸收，净剩负电荷，电子的移动产生了电晕电流，此电晕电流就会流过不锈钢针尖。
作为具体实施例，请参考图2所示，所述钳位电路62包括快速二极管D1、D2、D3、D4、D5和D6，所述快速二极管D1的阳极和D4的阴极与检测电阻R的一端连接，所述快速二极管D1的阴极、D2的阳极、D4的阳极和D5的阴极相互连接，所述快速二极管D2的阴极、D3的阳极、D5的阳极和D6的阴极相互连接，所述快速二极管D3的阴极和D6的阳极与检测电阻R的另一端连接。具体地，由于电晕电流是不稳定的，因而电阻R两端的电压也是不稳定的，所以本实施例在电阻R两端的电压出来接一个由六个反并联的快速二极管组成的钳位电路，快速二极管的型号采用VS-2EJH02-M316B，其导通压降为0.7V，利用三个快速二极管串联的导通压降能够使电压保持在2.1V左右，从而使光耦合器稳定导通。
作为具体实施例，请参考图2所示，所述振荡电路63包括555定时器、电阻R1和R2、电容C和C1，所述555定时器的第4引脚与电流检测61电路的信号输出端(光耦合器P1和P2的负极信号输出端)连接，所述555定时器的第8引脚与电阻R1的一端以及通过防水开关5与电源65正极连接，所述555定时器的第7引脚与电阻R2的一端以及电阻R1的另一端连接，所述555定时器的第6和第2引脚与电阻R2的另一端以及电容C的一端连接，所述555定时器的第5引脚与电容C1的一端连接，所述555定时器的第1引脚以及电容C和C1的另一端与电源65负极连接，所述555定时器的第3引脚与声光报警模块64连接。本实施例中，555定时器的第4引脚复位端与光耦合器的负极信号输出端连接，当第4引脚获得高电平时，555定时器开始工作；555定时器构成的多谐振荡电路中，电容C、电阻R1和R2作为振荡器的定时元件，决定555定时器第3引脚的输出矩形波正、负脉冲的宽度；555定时器的第2引脚输入端和第6引脚阈值输入端与电容C相连，第7引脚放电端与电阻R1和R2相连，用以控制电容C的充放电，第5引脚外界控制输入端通过电容C1接地，由此当防水开关5闭合时，验电装置便可开始工作。
作为具体实施例，请参考图2所示，所述声光报警模块64包括电阻R3、三极管VT及安装于验电头3表面的蜂鸣器8和LED灯9，所述电阻R3的一端与振荡电路63(555定时器的第3引脚)连接，所述电阻R3的另一端与三极管VT的基极连接，所述三极管VT的集电极经防水开关5与电源65正极连接，所述三极管VT的发射极与蜂鸣器8和LED灯9连接。本实施例中，三极管VT的基极经电阻R3与555定时器的第3引脚连接，由此555定时器第3引脚的输出矩形波决定了三极管VT的导通和关断，从而控制蜂鸣器8的间断鸣叫频率和LED灯9的闪烁频率，其频率公式为
由此可知控制电阻R1和R2及电容C的大小即可控制频率，调节电阻R1和R2的大小可以控制输出矩形波的占空比，优选将占空比设为50％。
作为优选实施例，所述验电头3的表面安装有三个LED灯9，由此操作作人员和协同人员可以更加方便和直观地观察到待测高压线路10是否带电。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种基于电晕放电电流检测的高压验电装置，其特征在于，包括绝缘手柄，所述绝缘手柄的顶端固定连接有长度可伸缩的绝缘操作杆，所述绝缘操作杆的顶端可拆卸连接有验电头，所述验电头的表面为绝缘面，所述验电头的顶端固定连接有高压探头，所述验电头的表面设置有防水开关，所述验电头的内部设有电路板及与电路板可拆卸连接的不锈钢针尖，所述不锈钢针尖和高压探头相连接且均位于验电头的中心轴上，所述电路板上设有电流检测电路、钳位电路、振荡电路和声光报警模块和电源，所述电流检测电路用于当高压探头接触到待测高压线路，不锈钢针尖带电产生电晕放电并有电晕电流流过时取得电压，所述钳位电路用于稳定电流检测电路取得的电压，所述振荡电路用于利用电流检测电路取得的电压进行工作以输出矩形波脉冲，所述声光报警模块用于根据矩形波脉冲进行声光报警，所述电源用于通过防水开关给振荡电路和声光报警模块供电。
2.根据权利要求1所述的基于电晕放电电流检测的高压验电装置，其特征在于，所述绝缘操作杆的顶端与验电头的底端之间通过螺纹配合连接，所述不锈钢针尖紧固插接于电路板上。
3.根据权利要求1所述的基于电晕放电电流检测的高压验电装置，其特征在于，所述电流检测电路包括检测电阻R、光耦合器P1和光耦合器P2，所述检测电阻R的一端、光耦合器P1的阳极输入端和正极信号输出端、光耦合器P2的阴极输入端均与高压探头连接，所述检测电阻R的另一端、光耦合器P1的阴极输入端、光耦合器P2的阳极输入端和正极信号输出端均与不锈钢针尖和电源负极连接，所述光耦合器P1和P2的负极信号输出端与振荡电路连接。
4.根据权利要求3所述的基于电晕放电电流检测的高压验电装置，其特征在于，所述钳位电路包括快速二极管D1、D2、D3、D4、D5和D6，所述快速二极管D1的阳极和D4的阴极与检测电阻R的一端连接，所述快速二极管D1的阴极、D2的阳极、D4的阳极和D5的阴极相互连接，所述快速二极管D2的阴极、D3的阳极、D5的阳极和D6的阴极相互连接，所述快速二极管D3的阴极和D6的阳极与检测电阻R的另一端连接。
5.根据权利要求1所述的基于电晕放电电流检测的高压验电装置，其特征在于，所述振荡电路包括555定时器、电阻R1和R2、电容C和C1，所述555定时器的第4引脚与电流检测电路的信号输出端连接，所述555定时器的第8引脚与电阻R1的一端以及通过防水开关与电源正极连接，所述555定时器的第7引脚与电阻R2的一端以及电阻R1的另一端连接，所述555定时器的第6和第2引脚与电阻R2的另一端以及电容C的一端连接，所述555定时器的第5引脚与电容C1的一端连接，所述555定时器的第1引脚以及电容C和C1的另一端与电源负极连接，所述555定时器的第3引脚与声光报警模块连接。
6.根据权利要求1所述的基于电晕放电电流检测的高压验电装置，其特征在于，所述声光报警模块包括电阻R3、三极管VT及安装于验电头表面的蜂鸣器和LED灯，所述电阻R3的一端与振荡电路连接，所述电阻R3的另一端与三极管VT的基极连接，所述三极管VT的集电极经防水开关与电源正极连接，所述三极管VT的发射极与蜂鸣器和LED灯连接。
7.根据权利要求6所述的基于电晕放电电流检测的高压验电装置，其特征在于，所述验电头的表面安装有三个LED灯。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115986607A (zh) * | 2023-02-10 | 2023-04-18 | 中建八局第一建设有限公司 | 一种机电安装高压配电柜智能验电观察设备 |
| CN118425600A (zh) * | 2024-07-04 | 2024-08-02 | 国网山东省电力公司东营市河口区供电公司 | 一种适用于积水区的验电器 |
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- 2021-04-12 CN CN202120736448.5U patent/CN214622803U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN115986607A (zh) * | 2023-02-10 | 2023-04-18 | 中建八局第一建设有限公司 | 一种机电安装高压配电柜智能验电观察设备 |
| CN115986607B (zh) * | 2023-02-10 | 2025-08-26 | 中建八局第一建设有限公司 | 一种机电安装高压配电柜智能验电观察设备 |
| CN118425600A (zh) * | 2024-07-04 | 2024-08-02 | 国网山东省电力公司东营市河口区供电公司 | 一种适用于积水区的验电器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |