專利名稱：基于場強法的高壓輸電線路帶電指示器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種利用電場和磁場耦合方式獲得高壓輸電線路電壓和電流信號，并將監(jiān)測到的高壓輸電線路是否帶電狀況，通過無線方式遠傳到監(jiān)控中心的高壓輸電線路帶電指示器。
背景技術：
在電纜分支箱、箱變及環(huán)網柜等全絕緣設備中，由于各個帶電部件都是全絕緣的， 無法直接判斷線路是否帶電，同時對于架空高壓輸電線路，由于架設距離較高，且電壓等級較高也無法直接判斷線路是否帶電，為了對上述設備是否帶電進行準確判斷，本發(fā)明提出一種基于場強法的高壓輸電線路帶電指示器及其方法，可以廣泛地應用于室內和室外電壓等級為10 500kV電氣設備上，以翻牌形式顯示出高壓設備帶有運行狀況，可有效地防止誤觸電、帶電掛地線等引起的人身、設備和電力系統(tǒng)停電事故，對電力系統(tǒng)的安全可靠運行具有非常重要的意義。發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種利用電場和磁場耦合方式獲得高壓輸電線路電壓和電流信號，可以對高壓輸電線路是否帶電可以通過翻牌或無線的方式發(fā)送到遠方的高壓輸電線路帶電指示器。
為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種基于場強法的高壓輸電線路帶電指示器及其方法，包括電場耦合式電壓信號采集電路、信號處理電路、微處理器、小CT取電電路、 電池電源電路、翻牌指示驅動電路、翻牌指示器和接口電路。
電場耦合式電壓信號采集電路包括放電管、電阻R、電感L、電容C和電極。
電場耦合式電壓信號采集電路包括放電管、電阻R、電感L、穩(wěn)壓二極管D(也可以是兩個反向串聯(lián)的穩(wěn)壓二極管)和電極。
小CT取電電路采用截面較小的鐵心(即CT)，利用鐵心的磁飽和特性可以得到較為穩(wěn)定的直流電壓，小CT取電即從高壓母線上感應得到交流電能，然后經整流、濾波、泄放、DC-DC變換等，得到穩(wěn)定的5V和3. 3V電壓。
翻牌指示器有兩種顏色，紅色表示有電，白色表示無電，或白色表示有電，紅色表示無電。
輸電線路上的電壓和電流分別采用電場和磁場耦合方式獲得。
接口電路可以接無線發(fā)送模塊將是否帶電信號發(fā)送到遠方。
本發(fā)明具有積極的效果(I)本發(fā)明的基于場強法的高壓輸電線路帶電指示器， 小CT取電電路采用截面較小的CT，利用鐵心的磁飽和特性可以得到較為穩(wěn)定的直流電壓。(2)本發(fā)明的基于場強法的高壓輸電線路帶電指示器，利用電場原理解決了非接觸耦合方式測量輸電線路電壓問題，使輸電線路帶電指示器的設計變得簡單而可靠。(3)發(fā)明的基于場強法的高壓輸電線路帶電指示器，使用簡單，便于從輸電線路上拆卸。

圖1為實施例
圖2為實施例
圖3為實施例
圖4為實施例
圖5為實施例I的基于場強法的高壓輸電線路帶電指示器原理結構圖。 I的電場耦合式電壓信號采集電路的原理結構圖。I的電場耦合式電壓信號采集電路的原理結構圖。I的小CT取電電路原理框圖。I的鐵心深度飽和時磁感應強度和電動勢的曲線。
具體實施方式
(實施例I)
見圖1、圖2、圖3和圖4，本實施例的基于場強法的高壓輸電線路帶電指示器及其方法，包括電場稱合式電壓信號米集電路I、信號處理電路2、微處理器3、小CT取電電路4、 電池電源電路5、翻牌指示驅動電路6、翻牌指示器7和接口電路8。
輸電線路上的電壓和電流分別采用電場和磁場耦合方式獲得。
電場耦合式電壓信號采集電路I包括放電管、電阻R、電感L、電容C和電極。
電場耦合式電壓信號采集電路I包括放電管、電阻R、電感L、穩(wěn)壓二極管D (也可以是兩個反向串聯(lián)的穩(wěn)壓二極管)和電極。
當電極與高壓輸電線路接觸時，電極與輸電線路之間就可以等效為一電容，如圖4 所示，利用電容的分壓特性在電容C兩端就可以獲得與輸電線路電壓成份完全一致的電壓信號，該信號送到信號處理電路進行處理后，就可以作為輸電線路是否存在電壓的判據(jù)。
小CT取電電路4采用截面較小的鐵心(即CT)，利用鐵心的磁飽和特性可以得到較為穩(wěn)定的直流電壓，小CT取電即從高壓母線上感應得到交流電能，然后經整流、濾波、泄放、DC-DC變換等，得到穩(wěn)定的5V和3. 3V電壓。
下面進行理論驗證，證明小CT在進入飽和狀態(tài)后，輸出電壓穩(wěn)定，圖5為小CT的鐵心深度飽和時的波形圖。
從圖5中可以看出，鐵心未飽和時，磁感應強度隨時間變化近似成線性；當鐵心飽和后磁感應強度增長極其緩慢，可以近似地認為此時的磁感應強度維持在一個定值不變， 圖中所示為BS。在公式I中，e2為二次側電壓值，N2為二次側線圈匝數(shù)，Φ為主磁通，S為鐵心截面積。在時間tl到t2區(qū)間對e2進行積分，即公式2，可以得到在鐵心進入飽和后半個周期內的電壓值是一個定值，如圖5中上面的曲線，而且可以看出，其大小與母線電流無關，只與鐵心截面積，二次側線圈匝數(shù)和飽和磁感應強度有關。.. φ _Ar dB
Q2 = 一N1-= -SN 2-dtdt(I)
f Qidt = —SN2「dB = —2SNiBs llJ-Bs(2)
翻牌指示器7有兩種顏色，紅色表示有電，白色表示無電，也可以是白色表示有電，紅色表示無電。該帶電指示器用專用結構掛接在輸電線路上，當輸電線路上的電流大于 50A時，利用電場耦合原理即可獲得指示器持續(xù)工作的電能，同時考慮采用小截面鐵芯，利用磁場飽和技術解決了大電流時的限流問題，使指示器電流超過3000A時仍然可以可靠地工作，當輸電線路電流小于50A時采用電池為指示器提供持續(xù)工作的電能，指示器正常工作時電流小于2毫安。當輸電線路上有電壓時，則指示器翻紅牌，輸電線路上沒有電壓時， 則指示器翻白牌。
接 口電路8可以接無線發(fā)送模塊將是否帶電信號發(fā)送到遠方。
權利要求
1.基于場強法的高壓輸電線路帶電指示器，其特征在于，包括電場耦合式電壓信號采集電路(I)、信號處理電路(2)、微處理器(3)、小CT取電電路(4)、電池電源電路(5)、翻牌指示驅動電路(6)、翻牌指示器(7)和接口電路(8)。
2.如權利要求I所述的基于場強法的高壓輸電線路帶電指示器，其特征在于，電場耦合式電壓信號采集電路⑴包括放電管、電阻R、電感L、電容C和電極。
3.如權利要求I所述的基于場強法的高壓輸電線路帶電指示器，其特征在于，電場耦合式電壓信號采集電路⑴包括放電管、電阻R、電感L、是穩(wěn)壓二極管D(也可以是兩個反向串聯(lián)的穩(wěn)壓二極管)和電極。
4.如權利要求I所述的基于場強法的高壓輸電線路帶電指示器，其特征在于，小CT取電電路(4)采用截面較小的鐵心(即CT)，利用鐵心的磁飽和特性可以得到較為穩(wěn)定的直流電壓，小CT取電即從高壓母線上感應得到交流電能，然后經整流、濾波、泄放、DC-DC變換等，得到穩(wěn)定的5V和3. 3V電壓。
5.如權利要求2所述的基于場強法的高壓輸電線路帶電指示器，其特征在于，翻牌指示器(7)有兩種顏色，紅色表示有電，白色表示無電或白色表示有電，紅色表示無電。
6.如權利要求2所述的基于場強法的高壓輸電線路帶電指示器，其特征在于，輸電線路上的電壓和電流分別采用電場和磁場耦合方式獲得。
7.如權利要求I所述的基于場強法的高壓輸電線路帶電指示器，其特征在于，接口電路(8)可以接無線發(fā)送模塊將是否帶電信號發(fā)送到遠方。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于場強法的高壓輸電線路帶電指示器，包括電場耦合式電壓信號采集電路、信號處理電路、微處理器、小CT取電電路、電池電源電路、翻牌指示驅動電路、翻牌指示器和接口電路；利用電場法獲取電壓信號，利用磁場法獲取工作電能的新型輸電線路電壓在線監(jiān)測裝置，完全滿足了輸電線路帶電指示的要求，為輸電線路檢修、維護和故障巡檢提供了全新的可靠的方法。
文檔編號G01R19/155GK102981039SQ20121046432
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權日2012年11月16日
發(fā)明者孫振功, 張金波 申請人:天津同星電氣有限公司