一种万能核相装置及其核相方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103926478 A (43)申请公布日 2014.07.16 CN 103926478 A (21)申请号 201410181281.5 (22)申请日 2014.04.30 G01R 29/18(2006.01) G01R 25/00(2006.01) (71)申请人 国网河南省电力公司商丘供电公司 地址 476000 河南省商丘市睢阳区文化东路 (72)发明人 刘伟 曹海军 蒋俊杰 蔡磊 梁君德 梁凯 孙天坤 张学坤 (74)专利代理机构 郑州红元帅专利代理事务所 ( 普通合伙 ) 41117 代理人 徐皂兰 (54) 发明名称 一种万能核相装置及其核相方法 。

2、(57) 摘要 本发明公开了一种相位差式万能核相装置以 及该装置所采用的核相方法， 本装置包括第一接 线端子、 公共端子、 第二接线端子、 过压保护电路、 开关选择电路、 波形变换电路、 微处理器电路、 第 一接线端子带电指示灯、 第二接线端子带电指示 灯、 同相指示灯、 异相指示灯、 电源指示灯、 开关电 路、 充电电路和电池电路 ； 本发明产生的有益效 果是 ： 通过利用相位差核对相位关系， 不受电压 高低限制具有通用性， 且本装置操作简单、 安全性 高、 通用性强， 能有效地避免高压核相带来的安全 隐患， 从而保护了工作人员及设备的安全， 提高了 核相工作的安全性 ； 通过使用本装置核相。

3、电路不 会产生误判， 同时具有验电功能。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103926478 A CN 103926478 A 1/1 页 2 1. 一种万能核相装置， 用于核对不同开关柜及线路电压的相位关系， 其特征在于， 它包 括 ： 第一接线端子 （1） 、 公共端子 （2） 、 第二接线端子 （3） 、 过压保护电路 （4） 、 开关选择电路 （5） 、 波形变换电路 （6） 、 微处理器电路 （7） 、 第一接线端子带电。

4、指示灯 （8） 、 第二接线端子带 电指示灯 （9） 、 同相指示灯 （10） 、 异相指示灯 （11） 、 电源指示灯 （12） 、 开关电路 （13） 、 充电电 路 （14） 和电池电路 （15） ； 所述的第一接线端子 （1） 的输入端与一个高压设备相连接， 用于 采集该高压设备的电压及电压相位信号 ； 所述的第二接线端子 （3） 的输入端与另一个高压 设备相连接， 用于采集该高压设备的电压及电压相位信号 ； 所述的公共端子 （2） 的输入端 与高压设备的公共端连接 ； 第一接线端子 （1） 、 第二接线端子 （3） 和公共端子 （2） 的输出端 分别与过压保护电路 （4） 的输入端连。

5、接， 过压保护电路 （4） 的输出端与开关选择电路 （5） 的 输入端连接， 开关选择电路 （5） 的输出端与波形变换电路 （6） 的输入端连接， 波形变换电路 （6） 的输出端与微处理器电路 （7） 的 A/D 端连接， 第一接线端子带电指示灯 （8） 、 第二接线 端子带电指示灯 （9） 、 同相指示灯 （10） 、 异相指示灯 （11） 、 电源指示灯 （12） 和开关电路 （13） 分别与微处理器电路 （7） 的 I/O 口连接， 充电电路 （14） 的输出端与电池电路 （15） 的输入端 连接， 电池电路 （15） 的输出端与微处理器电路 （7） 的电源端连接。 2. 根据权利要求 。

6、1 所述的一种万能核相装置， 其特征在于 ： 所述的电池电路 （15） 中电 池为可充电锂电池。 3.根据权利要求1所述的一种万能核相装置， 其特征在于 ： 在所述的过压保护电路 （4） 中采用双向稳压二极管。 4.根据权利要求1所述的一种核相装置， 其特征在于 ： 所述的开关选择电路 （5） 为电子 开关。 5.根据权利要求1所述的一种万能核相装置， 其特征在于 ： 所述的波形变换电路 （6） 采 用比较器和与门电路。 6. 根据权利要求 1 所述的一种万能核相装置， 其特征在于 ： 所述的开关电路 （13） 采用 轻触按键。 7. 根据权利要求 1 所述的一种万能核相装置， 其特征在于 ：。

7、 所述的充电电路 （14） 采用 USB 充电。 8. 根据权利要求 1 所述的一种万能核相装置， 其特征在于 ： 所述的第一接线端子带电 指示灯 （8） 、 第二接线端子带电指示灯 （9） 、 同相指示灯 （10） 、 异相指示灯 （11） 和电源指示 灯 （12） 均为发光二极管。 9. 根据权利要 1 至 8 所述的一种万能核相装置采用的核相方法， 其特征在于 ： 所述的 第一接线端子 （1） 和第二接线端子 （3） 的输入端通过外接导线与被测高压带电显示器核相 孔连接， 或与感应式电压传感器的输出端连接， 另一端与核相装置连接， 公共端子 （2） 通过 外接导线与两个高压设备的公共端或。

8、地面连接 ； 两个电压相位信号经过波形变换电路 （6） 中的比较器将正弦波转换为方波， 与非门电路将两路方波信号相与后得到相位差信号， 经 过微处理器电路 （7） 比较后， 将指示信号发出到相应的指示灯 ； 若对比后为同相， 则同相指 示灯 （10） 亮， 若异相， 则异相指示灯 （11） 亮 ； 所述的三根外接导线长度均为 1-10 米之间。 10. 根据权利要求 9 所述核相方法， 其特征在于 ： 核对相位关系时认为相位差值不大于 10， 即 0 -10为同相， 相位差值不小于 30为异相。 权 利 要 求 书 CN 103926478 A 2 1/3 页 3 一种万能核相装置及其核相方法。

9、 0001 技术领域 ： 本发明属于电力设备的技术领域， 涉及开关柜及高压带电体之间电压的相序关系的核 相技术， 更具体的说， 本发明涉及一种相位差式万能核相装置以及该装置所采用的核相方 法。 0002 背景技术 ： 目前国内对于高压开关柜核相试验基本局限于传统电压差， 通常认为 A-A 之间的电压 差接近零， 即相同电压， 此时核相装置的发光管不亮 ； A-B、 A-C 之间的线电压电压差较大， 核相装置的发光管发亮， 该种测试方式对于两条线路电压基本相同的情况下可以较准确地 核对出相位， 同相时电压差最小， 一般认为接近零值， 异相时电压差值较大， 但是当两条线 路电压不同的情况下， 即使。

10、同相时电压差值也比较大， 采用电压差式核相无法判断出是同 相还是异相， 尤其在实际应用中， 电容式传感器电容量不同耦合出的电压值不可能完全达 到一致， 所以传统的电压差对高压线路核相试验会存在严重的问题。 0003 发明内容 ： 针对上述现有技术， 本发明所要解决的技术问题是提供一种利用相位差式万能核相装 置进而核对不同开关柜及高压带电体之间电压的相序关系， 即使同相之间电压差较大， 相 位差应是相同的， 即保证 A 相与 A 相对应， B 相与 B 相对应、 C 相与 C 相对应 , 严禁不同相对 应， 因此可以解决上述问题， 保障检修后电力系统投运的安全。 0004 为了实现上述目的， 本。

11、发明采取的技术方案为 ： 一种万能核相装置及其方法， 用于 核对不同开关柜及线路电压的相位关系， 其特征在于， 它包括 ： 第一接线端子、 公共端子、 第 二接线端子、 过压保护电路、 开关选择电路、 波形变换电路、 微处理器电路、 第一接线端子带 电指示灯、 第二接线端子带电指示灯、 同相指示灯、 异相指示灯、 电源指示灯、 开关电路、 充 电电路和电池电路 ； 所述的第一接线端子的输入端与一个高压设备的一相连接， 用于采集 该相高压设备的电压及电压相位信号 ； 所述的第二接线端子的输入端与另一高压设备相连 接， 用于采集该高压设备的电压及电压相位信号 ； 所述的公共端子的输入端与高压设备的。

12、 公共端连接 ； 第一接线端子、 第二接线端子和公共端子的输出端分别与过压保护电路的输 入端连接， 过压保护电路的输出端与开关选择电路的输入端连接， 开关选择电路的输出端 与波形变换电路的输入端连接， 波形变换电路的输出端与微处理器电路的 A/D 端连接， 第 一接线端子带电指示灯、 第二接线端子带电指示灯、 同相指示灯、 异相指示灯、 电源指示灯 和开关电路分别与微处理器电路的 I/O 口连接， 充电电路的输出端与电池电路的输入端连 接， 电池电路的输出端与微处理器电路的电源端连接。 0005 进一步， 所述的电池电路中电池为可充电的锂电池。 0006 进一步， 在所述的过压保护电路中采用双。

13、向稳压二极管。 0007 进一步， 所述的开关选择电路为电子开关。 0008 进一步， 所述的波形变换电路采用比较器和与非门电路。 0009 进一步， 所述的开关电路采用轻触按键。 0010 进一步， 所述的充电电路采用 USB 充电模块。 说 明 书 CN 103926478 A 3 2/3 页 4 0011 进一步， 所述的第一接线端子带电指示灯、 第二接线端子带电指示灯、 同相指示 灯、 异相指示灯和电源指示灯均为发光二极管。 0012 为了实现与上述技术方案相同的发明目的， 本发明还提供了以上所述的万能核相 装置采用的核相方法， 其技术方案是 ： 所述的第一接线端子和第二接线端子的输入。

14、端通过外接导线与被测高压带电显示器 核相孔连接， 或与感应式电压传感器的输出端连接， 另一端与核相装置连接， 公共端子通过 外接导线与两个高压设备的公共端或地面连接 ； 两个电压相位信号经过波形变换电路中的 比较器将正弦波转换为方波， 与非门电路将两路方波信号相与后得到相位差信号， 经过微 处理器电路比较后， 将指示信号发出到相应的指示灯 ； 若对比后为同相， 则同相指示灯亮， 若异相， 则异相指示灯亮 ； 所述的三根外接导线长度均为 1-10 米之间。 0013 进一步， 核对相位关系时认为相位差值不大于 10， 即 0 -10为同相， 相位差 值不小于 30为异相。 0014 本发明产生的。

15、有益效果是 ： 通过利用相位差核对相位关系， 不受电压高低限制具 有通用性， 且本装置操作简单、 安全性高、 通用性强， 能有效地避免高压核相带来的安全隐 患， 从而保护了工作人员及设备的安全， 提高了核相工作的安全性 ； 通过使用本装置核相电 路不会产生误判， 同时具有验电功能。 0015 附图说明 ： 图 1 为本发明的结构示意图 ； 图 2 为本发明的过压保护电路的结构示意图 ； 图 3 为本发明的开关保护电路的结构示意图 ； 图 4 为本发明的波形变换电路的结构示意图。 0016 具体实施方式 ： 下面结合附图和实施例， 进一步阐述本发明。 在下面的详细描述中， 只通过说明的方式 描述。

16、了本发明的某些示范性实施例。 毋庸置疑， 本领域的普通技术人员可以认识到， 在不偏 离本发明的精神和范围的情况下， 可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因 此， 附图和描述在本质上是说明性的， 而不是用于限制权利要求的保护范围。 0017 为了解决在本说明书背景技术部分所述的目前公知技术存在的问题并克服其缺 陷， 实现核对不同开关柜及高压带电体之间电压的相序关系和验电的发明目的， 本发明采 取的技术方案为 ： 请参阅图 1， 一种万能核相装置， 该装置包括第一接线端子 1、 公共端子 2、 第二接线端 子3、 过压保护电路4、 开关选择电路5、 波形变换电路6、 微处理器电路7、 第。

17、一接线端子带电 指示灯 8、 第二接线端子带电指示灯 9、 同相指示灯 10、 异相指示灯 11、 电源指示灯 12、 开关 电路 13、 充电电路 14 和电池电路 15。 0018 请参考图 2， 在过压保护电路中有两套相同的电路设置， 可以看到第一双向稳压二 极管 4.1 和第一电容 4.2 并联， 第二双向稳压二极管 4.3 和第二电容并联， 在第一并联结构 的两端分别连有第一接线端子 1 和公共端子 2， 在第二并联结构的两端分别连有第二接线 端子 3 和公共端子 2 ； 第一接线端子 1 的输入端与一个高压设备相连接， 用于采集该高压设 备的电压及电压相位信号， 第二接线端子 3 。

18、与通过与另一个高压设备相连接， 采集该高压 设备的电压及电压相位信号， 公共端子 2 通过连接两个被测高压设备的公共端 （通常为接 说 明 书 CN 103926478 A 4 3/3 页 5 地） ， 第一接线端子1、 第二接线端子3和公共端子2将接收到的电压值和相位信号分别输入 过压保护电路中， 以防止核相装置因过压或超压而导致短路事故。 0019 接线端子接收到的电压相位信号经过压保护电路 4 稳压处理后输出为 J1 和 J2 两 个信号， 并将信号输入到开关选择电路中。 0020 请参考图 3， 开关选择电路 5 的输入端分别输入 J1 和 J2 两个电压相位信号， 分别 经过第一电阻。

19、分压电路 5.2 和第二电阻分压电路 5.4 降压后将信号输出到第一电子开关 5.1 和第二电子开关 5.2 处， 电子开关用来控制本装置的启动， 具体采用 CD4051 或 CD4052 型号芯片， 开关选择电路的输出端与 J1 和 J2 对应输出 J3 和 J4 两个信号。 0021 请参考图4， 开关选择电路5与波形变换电路6的输入端连接， J3和J4信号分别输 入到波形转换电路6中的第一比较电路6.2和第二比较电路6.3中， 比较电路中使用LM358 型号芯片， 将三相正弦电压波形信号转变为方波信号， 两路输出的方波信号输入到与门电 路 6.1， 与门电路 6.1 将两路方波信号相与后。

20、得到相位差信号 J5。 0022 所述的与门电路 6.1 使用 74HC08 型号芯片。 0023 波形变换电路 6 的输出端与微处理器电路 7 的 A/D 端连接， 相位差信号 J5 输入到 微处理器进行识别判定。 0024 第一接线端子带电指示灯 8、 第二接线端子带电指示灯 9、 同相指示灯 10、 异相指 示灯 11、 电源指示灯 12 和开关电路 13 分别与微处理器电路 7 的 I/O 口连接， 若第一接线 端子1接入带电核相孔， 则第一接线端子带电指示灯8亮 ； 若第二接线端子3接入带电核相 孔， 则第二接线端子带电指示灯 9 亮， 因此该装置具有验电功能 ； 若第一接线端子 1。

21、 和第二 接线端子3两路电压信号相位差信号J5经微处理器判断后小于10， 则同相指示灯10亮 ； 若第一接线端子 1 和第二接线端子 3 两路电压信号相位差大于 30， 则异相指示灯 11 亮 ； 当开关电路 13 打开， 则电源指示灯 12 亮， 当开关电路 13 闭合， 则电源指示灯 12 灭。 0025 在开关电路 13 中使用轻触按键作为开关主体。 0026 微处理器采用 PIC 系列或 AVR 系列或 430 系列或 51 系列单片机。 0027 充电电路 14 的输出端与电池电路 15 的输入端连接， 充电电路 14 的中采用 USB 充 电模块， 充电灵活。 0028 电池电路 15 的输出端与微处理器电路 7 的电源端连接。电池电路 15 中通过采用 3.6V 可充电锂电池对整个装置进行供电。 0029 上面结合附图对本发明进行了示例性描述， 显然本发明具体实现并不受上述方式 的限制， 只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进， 或未经改 进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的， 均在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103926478 A 5 1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103926478 A 6 2/2 页 7 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103926478 A 7 。