CN215340211U - 一种架空线路成套开关设备故障组件排查的便携式检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种架空线路成套开关设备故障组件排查的便携式检测仪，包括外壳、电阻测量回路、电流测量回路、电压测量回路、分闸指示灯回路、合闸指示灯回路；外壳包括铝型材柱、测试面板、下封板、插座安装板、后封板、右侧板、左侧板、十芯航空插座、六芯电流航空插座、六芯电压航空插座和八芯航空插座。本实用新型实施例提供的便携式检测仪，仪器体积小，重量轻，方便现场携带使用；能够有效解决架空线路运行中的整套开关设备出现异常后的排查故障组件问题，并且可实现在不停电状况下进行，无需多成套开关设备进行拆卸。

Description

一种架空线路成套开关设备故障组件排查的便携式检测仪

技术领域

本实用新型属于电力设备检测领域，具体涉及一种架空线路成套开关设备故障组件排查的便携式检测仪。

背景技术

常见架空线路成套开关设备包括ZW32型或ZW20型柱上断路器，断路器控制器和电压互感器等组件，其在架空线路中广泛使用。在实际运行中，整套设备安装在架空线路上，安装位置较高，通过目测排查故障组件的难度大。另外在发现整套设备出现异常时，如何快速排查故障组件并及时更换处理，防止由于设备异常而影响线路正常供电是异常运行维护中的重要部分。

以往的常规做法是整套设备在出现异常后，将整条线路停电，再从电线杆塔上拆掉整套设备，在杆下检查测试是柱上断路器的问题，还是断路器控制器或者电压互感器的问题，检查完毕后更换相应的故障组件，重新将整套设备安装上杆。这种做法一是需要线路停电，无疑会产生不良的社会效益，并影响供电公司的利益，而且现有的柱上开关检测设备重量、体积大，携带不方便，大大增加了供电公司运行维护人员的日常工作量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种架空线路成套开关设备故障组件排查的便携式检测仪，以解决现有技术中，现有的柱上开关检测设备重量、体积大，携带不方便的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种架空线路成套开关设备故障组件排查的便携式检测仪，包括外壳、电阻测量回路、电流测量回路、电压测量回路、分闸指示灯回路和合闸指示灯回路；

所述外壳包括铝型材柱、测试面板、下封板、插座安装板、后封板、右侧板、左侧板、十芯航空插座、六芯电流航空插座、六芯电压航空插座和八芯航空插座；

所述下封板、插座安装板、后封板、右侧板和左侧板组装为顶部开口的盒状结构，所述铝型材柱分别固定在所述右侧板和左侧板内壁上，所述十芯航空插座、六芯电流航空插座、六芯电压航空插座和八芯航空插座分别安装在所述插座安装板上；所述测试面板安装在盒状结构顶部开口处；

所述电阻测量回路的输入端通过波段选择旋钮连接十芯航空插座；所述电流测量回路通过波段选择旋钮连接六芯电流航空插座；电压测量回路通过波段选择旋钮连接六芯电压航空插座；所述八芯航空插座分别连接分闸指示灯回路与合闸指示灯回路。

进一步的，所述电阻测量回路包括电阻电压转换电路、模数转换器、译码显示电路和液晶显示屏；所述电阻电压转换电路的信号输入端通过波段选择按钮连接十芯航空插座，所述电阻电压转换电路的信号输出端连接模数转换器的信号输入端，模数转换器的信号输出端连接译码显示电路的信号输入端，译码显示电路的信号输出端连接液晶显示屏。

进一步的，所述电流测量回路包括电流电压转换电路、模数转换器、译码显示电路和液晶显示屏；所述电流电压转换电路的信号输入端通过波段选择按钮连接十芯航空插座，所述电流电压转换电路的信号输出端连接模数转换器的信号输入端，模数转换器的信号输出端连接译码显示电路的信号输入端，译码显示电路的信号输出端连接液晶显示屏。

进一步的，所述电压测量回路包括模数转换器、译码显示电路和液晶显示屏；所述模数转换器的信号输入端用于连接柱上开关的电压互感器，所述模数转换器的信号输出端连接译码显示电路的信号输入端，译码显示电路的信号输出端连接液晶显示屏。

进一步的，所述分闸指示灯回路包括分闸指示灯以及导线，所述合闸指示灯回路包括合闸指示灯及导线，所述八芯航空插座通过控制器位置按钮分别连接所述分闸指示灯回路和合闸指示灯回路。

进一步的，所述电阻电压转换电路和模数转换器之间还连接有量程自动切换模块。

进一步的，所述电阻测量回路安装在电阻测量核心控制PCB板上，所述电流测量回路安装在电流测量核心控制PCB板上，所述电压测量回路安装在电压测量核心控制PCB板上，电阻测量核心控制PCB板、电流测量核心控制PCB板和电压测量核心控制PCB板均安装在外壳内。

进一步的，所述插座安装板的内侧固定有插座加强板；所述十芯航空插座、六芯电流航空插座、六芯电压航空插座和八芯航空插座分别同时安装在所述插座安装板和插座加强板上。

进一步的，所述外壳上安装有LED照明灯。

进一步的，所述外壳上还安装有提手。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型实施例提供的便携式检测仪，仪器体积小，重量轻，方便现场携带使用；能够有效解决架空线路运行中的整套开关设备出现异常后的排查故障组件问题，并且可实现在不停电状况下进行，无需多成套开关设备进行拆卸。

2、本实用新型实施例提供的便携式检测仪，通用性强，扩展性好，只需将便携式检测仪上的航空插座更换为相同定义的航插即可针对不同厂家、不同种类的成套开关设备，不同航空插座定义的设备。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例便携式检测仪的爆炸图。

图2为本实用新型实施例便携式检测仪的外观图。

图3为本实用新型实施例便携式检测仪的测量原理框图。

图4为本实用新型实施例中柱上断路器航插与便携式检测仪的连接示意图。

图5为本实用新型实施例中电压互感器航插与便携式检测仪的连接示意图。

图6为本实用新型实施例中开关本体控制回路的测量原理图。

图7为本实用新型实施例中开关本体电流回路的测量原理图。

图8为本实用新型实施例中电压互感器本体电压回路的测量原理图。

图9为本实用新型实施例中电阻电压转换电路原理示意图。

图10为本实用新型实施例中电流电压转换电路原理示意图。

图11为本实用新型实施例中PGA算法框图。

图12为本实用新型实施例中量程自动转换实现原理图。

图中：1-铝型材柱；2-测试面板；3-下封板；4-插座安装板；5-后封板；6-右侧板；7-左侧板；8-提手；9-插座加强板；10-十芯航空插座；11-六芯电流航空插座；12-六芯电压航空插座；13-八芯航空插座；14-LED照明灯；15-电阻测量核心控制PCB板；16-电流测量核心控制PCB板；17-电压测量核心控制PCB板；181-第一波段选择旋钮；182-第二波段选择旋钮；183-第三波段选择旋钮；19-合闸指示灯；20-LED照明灯按钮；21-分闸指示灯；22-控制器位置按钮；23-电源按钮；25-锂电池固定板；26-9V可充电锂电池；271-第一液晶显示屏；272-第二液晶显示屏；273-第三液晶显示屏；100-电压互感器；200-柱上断路器。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本实用新型提供进一步的详细说明。除非另有指明，本实用新型所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本实用新型所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。

如图1和2所示，本实用新型实施例提供了一种架空线路成套开关设备故障组件排查的便携式检测仪，包括外壳、十芯航空插座10、六芯电流航空插座11、六芯电压航空插座12和八芯航空插座13。外壳包括铝型材柱1、测试面板2、下封板3、插座安装板4、后封板5、右侧板6、左侧板7和提手8；下封板3、插座安装板4、后封板5、右侧板6和左侧板7组装为顶部开口的盒状结构，提手8安装在盒状结构外侧，铝型材柱分别固定在右侧板6和左侧板7内壁上，插座安装板4的内侧固定有插座加强板9；十芯航空插座10、六芯电流航空插座11、六芯电压航空插座12、八芯航空插座13和LED照明灯14分别同时安装在插座安装板4和插座加强板9上；测试面板2安装在盒状结构顶部开口处。电阻测量核心控制PCB板15、电流测量核心控制PCB板16和电压测量核心控制PCB板17固定在测试面板2内侧。

波段选择旋钮、合闸指示灯19、LED照明灯按钮20、分闸指示灯21、控制器位置按钮22和电源按钮23安装在测试面板2上。9V可充电锂电池26通过锂电池固定板25安装在外壳内，用于提供检测仪所需电源。电源按钮23用于控制整个检测仪的电源开关。LED照明灯按钮20用于控制LED照明灯的开关。

电阻测量核心控制PCB板15上安装有电阻测量回路，电阻测量回路的输入端通过波段选择旋钮连接十芯航空插座10；电流测量核心控制PCB板16上安装有电流测量回路，电流测量回路通过波段选择旋钮连接六芯电流航空插座11；电压测量核心控制PCB板17上安装有电压测量回路，电压测量回路通过波段选择旋钮连接六芯电压航空插座12；八芯航空插座13分别连接有分闸指示灯回路与合闸指示灯回路。

具体的，电阻测量回路包括电阻电压转换电路、量程自动切换模块、模数转换器、译码显示电路和第一液晶显示屏271；电阻电压转换电路的信号输入端通过第一波段选择按钮181连接十芯航空插座10，电阻电压转换电路的信号输出端连接量程自动切换模块的信号输入端，量程自动切换模块的信号输出端连接模数转换器的信号输入端，模数转换器的信号输出端连接译码显示电路的信号输入端，译码显示电路的信号输出端连接第一液晶显示屏271。本实施例中，量程自动切换模块其实质为增益放大器PGA，是一种通用性很强的放大器，本实用新型采用集成PGA，使用美国微芯Microchip公司生产的MCP6S系列PGA芯片，当输入信号为直流电压时，A/D满量程为5V，PGA的增益变化范围为1-1000，用试探法通过采样值确定PGA的控制值，先探测一个A/D，看A/D的值是否在3072-4090之间，如果不在，改变增益一直达到目的。如图11所示为PGA原理框图。本实施例中采用的A/D满量程最大输入设计为5V，因此当被测电压量为0-5V时，不用处理，直接测量；当被测电压量大于5V时，将大于5V的电压量衰减到5V以下，在液晶屏上显示的数值为处理后的数值，具体为LED显示值＝衰减倍数*衰减后的电压量，在实现过程中，首先判断输入电压量与5V的大小关系，如图12所示为量程自动切换功能的方案。

具体的，电流测量回路包括电流电压转换电路、模数转换器、译码显示电路和第二液晶显示屏272；电流电压转换电路的信号输入端通过第二波段选择按钮182连接十芯航空插座10，电流电压转换电路的信号输出端连接模数转换器的信号输入端，模数转换器的信号输出端连接译码显示电路的信号输入端，译码显示电路的信号输出端连接第二液晶显示屏272。

具体的，电压测量回路包括模数转换器、译码显示电路和第三液晶显示屏273；模数转换器的信号输入端用于通过第三波段选择按钮183连接柱上开关的电压互感器100，模数转换器的信号输出端连接译码显示电路的信号输入端，译码显示电路的信号输出端连接第三液晶显示屏273。

具体的，分闸指示灯回路用于检测控制器的运行状态，包括分闸指示灯21以及导线，合闸指示灯回路包括合闸指示灯19及导线，八芯航空插座13通过控制器位置按钮22分别连接分闸指示灯回路和合闸指示灯回路。

如图3所示，本实用新型便携式检测仪的工作原理为：通过采集柱上断路器、电压互感器以及控制器的信号，将信号转换为可显示的数字量显示出来，用于后续的检验判断，具体如下：

(1)测量柱上断路器的开关本体控制回路以及电流回路的原理如下：

如图4所示，将原本的柱上断路器200与控制器连接的航插，从控制器上拔下，航插一端是连接在柱上断路器200上，另外一端分成两路，第一路航插是六芯电缆，第二路航插是十芯电缆。

1.1)如图6所示，测量开关本体控制回路状态时，将第二路航插插接十芯航空插座10，电阻电压转换电路测量断路器分闸线圈的电阻、合闸线圈的电阻、分位合位导线的电阻以及储能位置的导线电阻，并将测试值与柱上断路器200的设计参数值比较即可判断断路器信号回路和控制回路是否正常，进而判断柱上断路器200是否可正常操作；如果测量值和设计参数值一致或者相差不超过10％，则认为正常。具体的，测量分闸线圈的电阻、合闸线圈的电阻时，将第一波段选择按钮181旋转到分闸位置或者合闸位置，线路导通，此时电阻电压转换电路将分闸线圈的电阻、合闸线圈的电阻测量出来，以电压信号的形式，通过模数转换、再由电子计数器对数字量进行计数得到测量结果、译码显示等流程，将测量的数值显示在第一液晶显示屏271上；测量分位合位导线的电阻以及储能位置的导线电阻也是同样操作，此处不再赘述。

如图9所示为电阻电压转换电路原理示意图。R0为取样电阻，Rx为被测电阻，在本实施例中Rx为待测量的线圈电阻或者导线电阻，I为通过柱上断路器200的分合闸信号回路的电流值，流经内部电阻R0和被测电阻Rx，被测电阻Rx两端就会产生正比于Rx的电压降，通过7106芯片检测电压降即为被测电阻两端的电压值，由直流电压表测出压降值即可得到被测电阻Rx的阻值。

1.2)如图7所示，测量电流时，将第一路航插插接六芯电流航空插座11，旋转第二波段选择按钮182，测量不同相电流，电流电压转换电路将获取的电流信号转换为电压信号，再经过模数转换、再由电子计数器对数字量进行计数得到测量结果，译码显示，最后经过第二液晶显示屏272显示具体的数值；由于六芯电缆会输出三项电流Ia、Ib、Ic和零序电流Io，设置第二波段选择按钮182，每旋转一次测量一个电流值。

如图10所示为电流电压转换电路原理示意图。图中FU为测量回路保护熔管，V1、V2为保护二极管，当IN+和IN-两端电压大于200mV时，V1导通，当被测的电位端接入IN-时，V2导通，回路短接，保护7016芯片的正常工作。R1-R5分别为各档的取样电阻，C为滤波电容。测量时，被测电流在取样电阻上产生电压，该电压值输入到IN+、IN-两端，从而得到该被测电流的量程。按照柱上断路器电流回路电流值大小，将选定20mA测试档，图中R1上端和R3下端的两点之间的电压接近200mV，接入电阻为0.99+0.1＝1Ω，根据欧姆定律，I＝U/R，得出电流回路测试值。按照柱上断路器电流回路电流值大小，将选定20mA测试档，图中R1上端和R3下端的两点之间的电压接近200mV，接入电阻为0.99+0.1＝1Ω，根据欧姆定律，I＝U/R，得出电流回路测试值，通过与柱上断路器电流回路设计值对比即可判断电流回路是否正常工作。

1.3)如图8所示，测量电压互感器的电压信号的原理为：

如图5所示，将电压互感器100的航空插头插接在六芯电压航空插座12上，旋转第三波段选择按钮183，测量不同相电压，将电压互感器100二次输出的电压信号通过模数转换、译码显示，最后经过第三液晶显示屏273显示具体的数值；将测量值与线路电压的参考值比较，即可判断是否正常。

1.4)分闸指示灯回路、合闸指示灯回路检测控制器的运行状态的原理如下：

在控制器运行状态正常时，其会输出一个24V的电压信号，因此，在测量时，用一根一头是10芯，另一头是8芯的电缆，将控制器与检测仪的八芯航空插座13连接起来，此时旋转控制器位置按钮22，选择合闸检测或者分闸检测，并将控制器的档位调节至合闸或者分闸；如果控制器运行正常，则控制器输出的24V会将分闸指示灯回路的分闸指示灯21点亮，或者将合闸指示灯回路的合闸指示灯19点亮。如果分闸指示灯21或者合闸指示灯19没亮，则认为控制器运行异常。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

Claims (10)

1.一种架空线路成套开关设备故障组件排查的便携式检测仪，其特征在于，包括外壳、电阻测量回路、电流测量回路、电压测量回路、分闸指示灯回路和合闸指示灯回路；

所述外壳包括铝型材柱、测试面板(2)、下封板(3)、插座安装板(4)、后封板(5)、右侧板(6)、左侧板(7)、十芯航空插座(10)、六芯电流航空插座(11)、六芯电压航空插座(12)和八芯航空插座(13)；

所述下封板(3)、插座安装板(4)、后封板(5)、右侧板(6)和左侧板(7)组装为顶部开口的盒状结构，所述铝型材柱分别固定在所述右侧板(6)和左侧板(7)内壁上，所述十芯航空插座(10)、六芯电流航空插座(11)、六芯电压航空插座(12)和八芯航空插座(13)分别安装在所述插座安装板(4)上；所述测试面板(2)安装在盒状结构顶部开口处；

所述电阻测量回路的输入端通过波段选择旋钮连接十芯航空插座(10)；所述电流测量回路通过波段选择旋钮连接六芯电流航空插座(11)；电压测量回路通过波段选择旋钮连接六芯电压航空插座(12)；所述八芯航空插座(13)分别连接分闸指示灯回路与合闸指示灯回路。

2.根据权利要求1所述的架空线路成套开关设备故障组件排查的便携式检测仪，其特征在于，所述电阻测量回路包括电阻电压转换电路、模数转换器、译码显示电路和液晶显示屏；所述电阻电压转换电路的信号输入端通过波段选择按钮连接十芯航空插座(10)，所述电阻电压转换电路的信号输出端连接模数转换器的信号输入端，模数转换器的信号输出端连接译码显示电路的信号输入端，译码显示电路的信号输出端连接液晶显示屏。

3.根据权利要求1所述的架空线路成套开关设备故障组件排查的便携式检测仪，其特征在于，所述电流测量回路包括电流电压转换电路、模数转换器、译码显示电路和液晶显示屏；所述电流电压转换电路的信号输入端通过波段选择按钮连接十芯航空插座(10)，所述电流电压转换电路的信号输出端连接模数转换器的信号输入端，模数转换器的信号输出端连接译码显示电路的信号输入端，译码显示电路的信号输出端连接液晶显示屏。

4.根据权利要求1所述的架空线路成套开关设备故障组件排查的便携式检测仪，其特征在于，所述电压测量回路包括模数转换器、译码显示电路和液晶显示屏；所述模数转换器的信号输入端用于连接柱上开关的电压互感器，所述模数转换器的信号输出端连接译码显示电路的信号输入端，译码显示电路的信号输出端连接液晶显示屏。

5.根据权利要求1所述的架空线路成套开关设备故障组件排查的便携式检测仪，其特征在于，所述分闸指示灯回路包括分闸指示灯(21)以及导线，所述合闸指示灯回路包括合闸指示灯(19)及导线，所述八芯航空插座(13)通过控制器位置按钮(22)分别连接所述分闸指示灯回路和合闸指示灯回路。

6.根据权利要求2所述的架空线路成套开关设备故障组件排查的便携式检测仪，其特征在于，所述电阻电压转换电路和模数转换器之间还连接有量程自动切换模块。

7.根据权利要求1所述的架空线路成套开关设备故障组件排查的便携式检测仪，其特征在于，所述电阻测量回路安装在电阻测量核心控制PCB板(15)上，所述电流测量回路安装在电流测量核心控制PCB板(16)上，所述电压测量回路安装在电压测量核心控制PCB板(17)上，电阻测量核心控制PCB板(15)、电流测量核心控制PCB板(16)和电压测量核心控制PCB板(17)均安装在外壳内。

8.根据权利要求1所述的架空线路成套开关设备故障组件排查的便携式检测仪，其特征在于，所述插座安装板(4)的内侧固定有插座加强板(9)；所述十芯航空插座(10)、六芯电流航空插座(11)、六芯电压航空插座(12)和八芯航空插座(13)分别同时安装在所述插座安装板(4)和插座加强板(9)上。

9.根据权利要求1所述的架空线路成套开关设备故障组件排查的便携式检测仪，其特征在于，所述外壳上安装有LED照明灯(14)。

10.根据权利要求1所述的架空线路成套开关设备故障组件排查的便携式检测仪，其特征在于，所述外壳上还安装有提手(8)。

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