一種非接觸式近場區驗電裝置的製作方法
2023-05-01 22:51:29 1
本實用新型涉及測量電變量技術領域，具體而言，涉及一種非接觸式近場區驗電裝置。
背景技術：
驗電器是用於檢驗設備是否存在電荷/電壓的一種儀器，目前使用較多的為接觸式驗電器，即用驗電器直接接觸設備並通過聲光指示方式判斷設備是否存在電壓。目前，我國輸電線路基本採用接觸式驗電器進行驗電，且已有相關標準(IEC61243－1《帶電作業用驗電器用於交流1kV及以上電壓的電容型驗電器》、DL740－2000《電容性驗電器》)對接觸式驗電器的設計、製造、操作導則以及試驗方法進行了規範。為確保作業安全，適用於採用接觸式驗電方式的電壓等級最高電壓等級為500kV，其長度為7.2m。由於750kV及1000kV交流輸電工程線路的杆塔高、塔頭尺寸大、絕緣子串長、如果不分場合均使用接觸式驗電器進行驗電，則由於相－地距離大，要求絕緣操作杆具有較長的長度(其長度至少超過8m)，這樣一方面操作杆的重量大，會極大地增加作業人員的勞動強度；另一方面較長的絕緣操作杆容易撓曲，不便於操作，再加上高空作業的因素，甚至有可能使驗電操作無法實現。此外，超、特高壓輸電設備周圍的空間場強更高，對驗電器的抗幹擾能力和可靠性相應地有更高的要求。因此，750kV及1000kV交流輸電線路無法使用接觸式驗電方式。
技術實現要素：
有鑑於此，本實用新型的目的在於提供一種非接觸式近場區驗電裝置，以力圖解決或者至少緩解上面存在的問題。
第一方面，本實用新型實施例提供了一種非接觸式近場區驗電裝置，包括：
傳感器模塊，用於檢測被測線路的周圍電場生成監測信號；
第一處理模塊，用於對傳感器模塊檢測的所述監測信號進行處理，得到所述被測線路的周圍電場的電場信息，所述電場信息包括控制信號和信號強度值；
第二處理模塊，用於根據所述第一處理模塊得到的所述控制信號的控制，對所述信號強度值進行處理得到驗電結果；
通信模塊，用於與外部終端建立通信連接並接收所述外部終端發送的驗電指令，將所述驗電指令發送至所述傳感器模塊，使所述傳感器模塊監測被測線路的周圍電場，以及用於接收所述第二處理模塊得到的所述驗電結果並發送給所述外部終端。
可選地，在根據本實用新型的驗電裝置中，通信模塊還適於：
在與外部終端建立通信連接後，將所述驗電裝置的設備識別碼發送至所述外部終端，以便由外部終端驗證所述設備識別碼是否正確，如果所述設備識別碼正確，則該外部終端發送驗證通過指示給通信模塊。
可選地，在根據本實用新型的驗電裝置中，電場信息還包括電源電壓值。
可選地，在根據本實用新型的驗電裝置中，第一處理模塊，還用於判斷信號強度值是否在第一預定範圍內且電源電壓值與特定電壓值的比值是否在第二預定範圍內，如果信號強度值在第一預定範圍內且電源電壓值與特定電壓值的比值在第二預定範圍內，則自檢驗證通過。
可選地，在根據本實用新型的驗電裝置中，驗電結果包括：帶電和不帶電。
可選地，在根據本實用新型的驗電裝置中，第二處理模塊，適於判斷所述信號強度值是否小於預定信號強度值，如果所述信號強度值小於預定信號強度值，則得到的驗電結果為不帶電，如果信號強度值大於或等於預定信號強度值，則得到的驗電結果為帶電。
可選地，在根據本實用新型的驗電裝置中，驗電結果包括：負極帶電、正極帶電和不帶電。
可選地，在根據本實用新型的驗電裝置中，第二處理模塊，用於判斷所述信號強度值位於的檢測範圍，所述檢測範圍包括第一檢測範圍、第二檢測範圍和第三檢測範圍，
如果信號強度值位於第一檢測範圍內，則得到的檢測結果為負極帶電，
如果信號強度值位於第二檢測範圍內，則得到的檢測結果為不帶電，以及
如果信號強度值位於第三檢測範圍內，則得到的檢測結果為正極帶電。
可選地，在根據本實用新型的驗電裝置中，通信連接包括無線連接、有線連接、3G/4G/5G連接。
可選地，在根據本實用新型的驗電裝置中，電源電場值為P1.4埠值，信號強度值為P1.2埠值。
根據本實用新型的技術方案，通過通信模塊實現數據傳輸，避免了用戶與高壓電路直接接觸，提高了檢修作業的安全性。另外，本實用新型的技術方案，解決了750kV及1000kV交流電單回線路驗電、同塔雙回線路(一回帶電、一回停電)的驗電問題。
為使本實用新型的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附附圖，作詳細說明如下。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應被看作是對範圍的限定，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。
圖1示出了本實用新型實施例所提供的一種近場區驗電裝置的結構圖；以及
圖2示出了本實用新型實施例所提供的一種近場區驗電方法的流程圖。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本實用新型的範圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例。基於本實用新型的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
圖1示出了根據本實用新型的一個實施例的非接觸式近場驗電裝置。
如圖1所示，該裝置包括：傳感器模塊110、第一處理模塊120、第二處理模塊130和通信模塊140。
本實用新型的非接觸式驗電裝置用於對直流電線路和交流電線路的近電場進行檢測。近場區又稱感應區，一般指以被測線路為中心，在三個波長範圍內的區域。
在進行檢測之前，通信模塊140會與外部終端建立通信連接。例如，通過無線(WIFI)區域網、有線區域網、3G/4G/5G行動網路等與外部終端建立通信連接。上述外部終端包括、但不限於：個人計算機、伺服器計算機、手提或可攜式設備、基於微處理器的系統、機頂盒、可編程用戶電子設備、網絡PC、小型計算機、大型計算機等等。
通信模塊140與外部終端建立通信連接後，將驗電裝置的設備識別碼發送至外部終端。外部終端接收到上述設備識別碼後，會與自身事先存儲的驗電裝置的設備識別碼進行比對，驗證接收到的設備識別碼是否正確。如果接收到的設備識別碼正確，則發送驗證通過指示給通信模塊140。外部終端通知用戶驗電裝置已成功連接，可進行檢測。
外部終端根據接收到的用戶的輸入操作將驗電指令發送給通信模塊140，例如，用戶可以點擊外部終端顯示界面中的例如虛擬「驗電」按鈕。通信模塊140進一步將上述驗電指令發送給傳感器模塊110。
傳感器模塊110檢測被測線路的周圍電場生成監測信號。對於交流電，檢測交流電線路近場區如50Hz信號，對於直流電，檢測直流電線路近場區如300Hz信號。同時，可以檢測750kV及1000kV交流電單回線路、同塔雙回線路(一回帶電、一回停電)的電場信號。
第一處理模塊120對傳感器模塊110檢測的監測信號進行如濾波-放大-濾波-整形-整流處理，得到被測線路的周圍電場的電場信息。電場信息一般包括有控制信號、電源電壓值和信號強度值。其中，控制信號、電源電壓值和信號強度值可以是某些特定埠的輸出值。例如，當使用單片機時，控制信號可以為P2.1埠的值，電源電壓值可以為P1.2埠的值，信號強度值可以為P1.2埠的值。
第一處理模塊120根據得到的電場信息進行自檢。例如，判斷信號強度值是否在第一預定範圍內且電源電壓值與特定電壓值的比值是否在第二預定範圍內。如果信號強度值在第一預定範圍內且電源電壓值與特定電壓值的比值在第二預定範圍內，則自檢驗證通過。根據一個實施例，以單片機為例進行說明，對於1000kV的交流電線路，第一預範圍設定為(2*(1-10％)，2*(1+10％))，第二預定範圍設定為大於或等於75％，特定電壓值為5V。當P1.2埠值為2v、P1.4埠值為5V時，自檢驗證通過。
自檢驗證通過後，第二處理模塊130根據上述第一處理模塊得到的控制信號的控制，對信號強度值進行處理得到驗電結果。例如，對於單片機來說，在P2.1埠輸出的控制信號為0即低電平時，第二處理模塊130進一步對信號強度值進行處理。
對於不同的線路，得到的驗電結果也是不同的。例如，對於交流電線路得到的驗電結果一般為帶電和不帶點，而對於直流電線路來說，得到的驗電結果一般為負極帶電、正極帶電和不帶電。
根據一種實施方式，以交流電為例，第二處理模塊130判斷信號強度值是否小於預定信號強度值。如果信號強度值小於預定信號強度值，則得到的驗電結果為不帶電，如果信號強度值大於或等於預定信號強度值，則得到的驗電結果為帶電。例如，對於單片機而言，預定信號強度值設定為1.5v，P1.2埠值為2V，此時該交流電線路為帶電。
根據一種實施方式，以直流電為例，第二處理模塊130判斷信號信號強度值位於的檢測範圍。其中，檢測範圍包括第一檢測範圍、第二檢測範圍和第三檢測範圍。如果信號強度值位於第一檢測範圍內，則得到的檢測結果為負極帶電，如果信號強度值位於第二檢測範圍內，則得到的檢測結果為不帶電，如果信號強度值位於第三檢測範圍內，則得到的檢測結果為正極帶電。例如，對於單片機而言，第一檢測範圍為小於3v，第二檢測範圍為大於或等於3v且小於或等於3.8v，第三檢測範圍為大於3.8v。當單片機中的P1.2埠值為2v時，該直流電線路為負極帶電。
不過應當理解，本實用新型所有的實施例僅僅是示意性的，應以實際情況為準。
根據本實用新型的技術方案，通過通信模塊實現數據傳輸，避免了用戶與高壓電路直接接觸，提高了檢修作業的安全性。另外，本實用新型的技術方案，解決了750kV及1000kV交流電單回線路驗電、同塔雙回線路(一回帶電、一回停電)的驗電問題。
圖2示出了根據本實用新型的一個實施例的近場區驗電方法的流程圖。如圖2所示，該方法始於步驟S210。
在步驟S210中，通信模塊與外部終端建立通信連接並接收外部終端發送的驗電指令。
根據一種實施方式，通信模塊還用於在與外部終端建立通信連接後，將驗電裝置的設備識別碼發送至所述外部終端，由外部終端驗證設備識別碼是否正確。如果上述設備識別碼正確，則該外部終端發送驗證通過指示給通信模塊
在步驟S220中，通信模塊將驗電指令發送至傳感器模塊。
在步驟S230中，傳感器模塊檢測被測線路的周圍電場生成監測信號。
在步驟S240中，第一處理模塊對傳感器模塊採集的監測信號進行處理，得到被測線路的周圍電場的電場信息。其中，電場信息包括控制信號、電源電壓值和信號強度值。
根據一種實施方式，第一處理模塊判斷信號強度值是否在第一預定範圍內且電源電壓值與特定電壓值的比值是否在第二預定範圍內。如果信號強度值在第一預定範圍內且電源電壓值與特定電壓值的比值在第二預定範圍內，則自檢驗證通過。
在步驟S250中，第二處理模塊用於根據第一處理模塊得到的所述控制信號的控制，對所述信號強度值進行處理得到驗電結果。
對於交流電線路來說，驗電結果包括：帶電和不帶電。根據一種實施方式，第二處理模塊判斷信號強度值是否小於預定信號強度值。如果信號強度值小於預定信號強度值，則得到的驗電結果為不帶電，如果信號強度值大於或等於預定信號強度值，則得到的驗電結果為帶電。
對於直流電線路來說，驗電結果包括：負極帶電、正極帶電和不帶電。根據一種實施方式，第二處理模塊判斷信號強度值所位於的檢測範圍。其中，檢測範圍包括第一檢測範圍、第二檢測範圍和第三檢測範圍。如果信號強度值位於第一檢測範圍內，則得到的檢測結果為負極帶電，如果信號強度值位於第二檢測範圍內，則得到的檢測結果為不帶電，如果信號強度值位於第三檢測範圍內，則得到的檢測結果為正極帶電。
在步驟S260中，通信模塊接收步驟S250中得到的驗電結果。
在步驟S270中，通信模塊將上述驗電結果發送給外部終端。
根據本實用新型的技術方案，通過通信模塊實現數據傳輸，避免了用戶與高壓電路直接接觸，提高了檢修作業的安全性。另外，本實用新型的技術方案，解決了750kV及1000kV交流電單回線路驗電、同塔雙回線路(一回帶電、一回停電)的驗電問題。
本實用新型實施例所提供的一種非接觸式近場區驗電裝置可以為設備上的特定硬體或者安裝於設備上的軟體或固件等。本實用新型實施例所提供的裝置，其實現原理及產生的技術效果和前述方法實施例相同，為簡要描述，裝置實施例部分未提及之處，可參考前述方法實施例中相應內容。所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，前述描述的系統、裝置和單元的具體工作過程，均可以參考上述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。
在本實用新型所提供的實施例中，應該理解到，所揭露裝置和方法，可以通過其它的方式實現。以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，又例如，多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特徵可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些通信接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。
所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位於一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。
另外，在本實用新型提供的實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。
所述功能如果以軟體功能單元的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基於這樣的理解，本實用新型的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該計算機軟體產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，伺服器，或者網絡設備等)執行本實用新型各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：U盤、移動硬碟、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。
應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨後的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋，此外，術語「第一」、「第二」、「第三」等僅用於區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
最後應說明的是：以上所述實施例，僅為本實用新型的具體實施方式，用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制，本實用新型的保護範圍並不局限於此，儘管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改或可輕易想到變化，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改、變化或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型實施例技術方案的精神和範圍。都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應所述以權利要求的保護範圍為準。