无源带电检测装置及非接触式防止误判系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201922093675.6 (22)申请日 2019.11.28 (73)专利权人 国网河南省电力公司南阳供电公 司 地址 473005 河南省南阳市宛城区人民北 路268号 专利权人 山西西电博宇电力科技有限公司 (72)发明人 尚光伟张静陈庆岩秦亚东 司都龚正国杨超 (74)专利代理机构 郑州知己知识产权代理有限 公司 41132 代理人 张超丽 (51)Int.Cl. G01R 19/145(2006.01) H02J 13/00(2006.01) (54)实用新型名称 。

2、一种无源带电检测装置及非接触式防止误 判系统 (57)摘要 本实用新型公开了一种无源带电检测装置 及非接触式防止误判系统， 包括： 传感器单元、 数 据处理单元、 通信单元、 供电单元和显示单元。 传 感器单元内设有电流传感器； 数据处理单元与传 感器单元连接； 通信单元与数据处理单元通信连 接； 供电单元分别与传感器单元、 数据处理单元 和通信单元电连接， 其内部设有能源转换模组； 以及显示单元与通信单元通信连接。 该无源带电 检测装置能够实现在带电设备安全距离外， 检测 高压设备是否有电。 高压带电传感器是一种利用 感应原理， 在与带电体等电位的位置处， 通过耦 合取能、 功率放大的方式，。

3、 使大功率发光元件在 户外户内等复杂的光线背景下闪烁， 同时将带电 信号发送到显示单元。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 211148771 U 2020.07.31 CN 211148771 U 1.一种无源带电检测装置， 其特征在于： 所述无源带电检测装置包括： 传感器单元， 其内设有电流传感器； 数据处理单元， 与所述传感器单元连接； 通信单元， 与所述数据处理单元通信连接； 供电单元， 分别与所述传感器单元、 所述数据处理单元和所述通信单元电连接， 其内部 设有能源转换模组； 以及 显示单元， 与所述通信单元通信连接。 2.如权利要求1所述的无源带电检测装置， 其特征在于：。

4、 所述供电单元依次包括整流 器、 转换器和处理器， 其中， 所述整流器和所述转换器集成一体， 所述处理器预设有所述整 流器和所述转换器的处理程序。 3.如权利要求1所述的无源带电检测装置， 其特征在于： 所述传感器单元还包括温度传 感器、 压力传感器和湿度传感器中的一种或几种。 4.如权利要求1所述的无源带电检测装置， 其特征在于： 所述数据处理单元依次包括滤 波模组、 放大模组、 下变频模组和控制模组， 所述传感器单元采集的信号依次通过所述滤波 模组、 所述放大模组、 所述下变频模组和所述控制模组处理后得到标准格式的数字信号。 5.如权利要求2所述的无源带电检测装置， 其特征在于： 所述整流。

5、器为低损耗整流器； 所述转换器为降压型转换器， 所述低损整流器和所述降压型转换器集合一体收集环境中的 高压线路耦合能量并将所述耦合能量转换为电能输出。 6.如权利要求4所述的无源带电检测装置， 其特征在于： 所述放大模组为功率放大器。 7.一种非接触式防止误判系统， 其用于电气操作中， 其特征在于： 所述非接触式防止误 判装置包括权利要求1至6任一所述的无源带电检测装置以及闭锁装置和闭锁控制器， 所述 闭锁控制器与所述无源带电检测装置通信连接以控制所述闭锁装置的开闭。 8.如权利要求7所述的非接触式防止误判系统， 其特征在于： 所述非接触式防止误判系 统还包括五防系统控制器， 所述五防系统控制。

6、器与所述无源带电检测装置通信连接以控制 所述五防系统的开闭。 9.如权利要求8所述的非接触式防止误判系统， 其特征在于： 所述非接触式防止误判系 统还包括控制面板， 所述控制面板与所述闭锁控制器和所述五防系统控制器通信连接， 以 显示和控制所述闭锁控制器和所述五防系统控制器的控制状态。 权利要求书 1/1 页 2 CN 211148771 U 2 一种无源带电检测装置及非接触式防止误判系统 技术领域 0001 本实用新型涉及电力系统验电装置技术领域， 具体为一种无源带电检测装置及非 接触式防止误判系统。 背景技术 0002 目前， 电气装置中自动闭锁的实现方式有两种， 一种是带电显示器通过电容。

7、分压、 与高压带电部分直接接触的方式使指示灯发亮实现自动闭锁； 另一种是在地面附近安装一 个感应传感器， 由220V的交流外加电源供电， 对信号进行放大， 使指示灯发光实现自动闭 锁。 由于第一种方式存在电容器绝缘击穿， 导致高压直接短路接地的危险， 给电网的安全造 成威胁。 0003 第一种方式存在的问题是， 现有的等电位带电显示器只能运用在10-35千伏电压 等级上， 并只能在室内使用。 第二种方式存在的问题是， 在变电站的地面上采集感应信号， 容易受到其它相和带电间隔的干扰， 干扰大。 由于需要外接电源， 这种方式不适合线路上使 用， 在变电站的使用也极易受干扰。 实用新型内容 0004。

8、 本实用新型的一个目的是要提供一种无源带电检测装置及非接触式防止误判系 统， 以至少解决现有技术存在的部分缺陷。 0005 本实用新型一个进一步地目的是要基于感应取电方式实现带电显示。 0006 本实用新型另一个进一步地目的是使防止误判系统适合更高电压等级、 能在户内 户外环境。 0007 特别地， 本实用新型提供了一种无源带电检测装置， 无源带电检测装置包括： 传感 器单元， 其内设有电流传感器； 数据处理单元， 与传感器单元连接； 通信单元， 与数据处理单 元通信连接； 供电单元， 分别与传感器单元、 数据处理单元和通信单元电连接， 其内部设有 能源转换模组； 以及显示单元， 与通信单元通。

9、信连接。 0008 优选地， 供电单元依次包括整流器、 转换器和处理器， 其中， 整流器和转换器集成 一体， 处理器预设有整流器和转换器的处理程序。 0009 优选地， 传感器单元还包括温度传感器、 压力传感器和湿度传感器中的一种或几 种。 0010 优选地， 数据处理单元依次包括滤波模组、 放大模组、 下变频模组和控制模组， 传 感器单元采集的信号依次通过滤波模组、 放大模组、 下变频模组和控制模组处理后得到标 准格式的数字信号。 0011 优选地， 整流器为低损耗整流器； 转换器为降压型转换器， 低损整流器和降压型转 换器集合一体收集环境中的高压线路耦合能量并将耦合能量转换为电能输出。 0。

10、012 优选地， 放大模组为功率放大器。 0013 本实用新型还提供了一种非接触式防止误判系统， 其用于电气操作中， 非接触式 说明书 1/4 页 3 CN 211148771 U 3 防止误判装置包括上述无源带电检测装置以及闭锁装置和闭锁控制器， 闭锁控制器与无源 带电检测装置通信连接以控制闭锁装置的开闭。 0014 优选地， 非接触式防止误判系统还包括五防系统控制器， 五防系统控制器与无源 带电检测装置通信连接以控制五防系统的开闭。 0015 优选地， 非接触式防止误判系统还包括控制面板， 控制面板与闭锁控制器和五防 系统控制器通信连接， 以显示和控制闭锁控制器和五防系统控制器的控制状态。。

11、 0016 本实用新型的有益效果： 0017 本实用新型提供的一种无源带电检测装置， 能够实现在带电设备安全距离外， 检 测高压设备是否有电。 高压带电传感器是一种利用感应原理， 在与带电体等电位的位置处， 通过耦合取能、 功率放大的方式， 使大功率发光元件在户外户内等复杂的光线背景下闪烁， 同时将带电信号发送到显示单元。 0018 进一步地， 本实用新型还提供的一种非接触式防止误判系统， 适用于同塔多回高 压输电线路及其接地刀闸等户外高压电力设备， 针对户外设备空间相对开阔， 自然光较强 等实际特点设计。 上述无源带电检测装置直接安装在设备高压部位， 通过耦合取能、 功率放 大的方式将高压电。

12、场能转换为电能， 将带电信号通过大功率发光元件闪烁进行提示。 同时 发送射频信号到接收及控制模块射频信号发送， 接收控制模块对信号进行接收、 转换、 计 算、 判定， 根据设备带电情况自动控制闭锁装置的开断状态。 附图说明 0019 下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。 0020 图1是本实用新型中无源带电检测装置的模块示意图。 0021 图2是本实用新型中非接触式防止误判系统的模块示意图。 0022 图中： 100、 无源带电检测装置， 110、 传感器单元， 111、 电流传感器， 112、 温度传感 器， 113、 压力传感器， 114、 湿度传感器， 120、 数据。

13、处理单元， 130、 通信单元， 140、 供电单元， 141、 整流器， 142、 转换器， 143、 处理器， 150、 显示单元， 200、 非接触式防止误判系统， 210、 闭 锁装置， 220、 闭锁控制器， 230、 五防系统， 240五防系统控制器， 250、 控制面板。 具体实施方式 0023 下面结合实施例对本实用新型作进一步说明。 显然， 所描述的实施例是本实用新 型一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本实用新型中的实施例， 本领域普通技术人员 在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本实用新型保护的范围。 0024 请参见图1， 在一个实施例中， 。

14、本实用新型提供的无源带电检测装置100， 该无源带 电检测装置100包括传感器单元110、 数据处理单元120、 通信单元130、 供电单元140和显示 单元150。 0025 进一步地， 传感器单元110内设有电流传感器111， 用于检测电气设备的检测段是 否存在电流。 传感器单元110还包括温度传感器112、 压力传感器113和湿度传感器114中的 一种或几种。 0026 数据处理单元120依次包括滤波模组、 放大模组、 下变频模组和控制模组， 传感器 单元110采集的信号依次通过滤波模组、 放大模组、 下变频模组和控制模组处理后得到标准 说明书 2/4 页 4 CN 211148771 。

15、U 4 格式的数字信号。 进一步地， 该放大模组为功率放大器。 功率放大器在整个体系中是重要的 一个部分。 由于耦合能量较小， 不能直接提供电源。 当将小功率信号进行调制、 处理后， 由于 阻抗特性， 如果直接联入耦合电路， 就会因为信号太小， 很快就被衰减掉。 为此， 必须利用现 有技术将小信号进行功率放大使整个通信过程顺利进行。 0027 通信单元130为常用的通信模块， 包括有线方式和无线方式， 例如USB接口、 蜂窝 等。 通信单元130用于输出上述数字信号。 0028 供电单元140依次包括整流器141、 转换器142和处理器143， 其中， 整流器141和转 换器142集成一体， 。

16、处理器143预设有整流器141和转换器142的处理程序。 具体地， 整流器 141为低损耗整流器； 转换器142为降压型转换器， 低损整流器和降压型转换器集合一体收 集环境中的高压线路耦合能量并将耦合能量转换为电能输出。 供电单元140的原理： 将平板 电容器置于交变电场中， 其两端感应出电流电压， 整流器141集合平板电容器的电场能， 再 经过转换器142转换为电能， 向负载供电。 在本实施例中， 负载为传感器单元110、 数据处理 单元120和通信单元130。 0029 显示单元150为发光显示器， 可以通过闪光显示以提示工作人员电气设备带电。 0030 本实用新型提供的一种无源带电检测装。

17、置100， 能够实现在带电设备安全距离外， 检测高压设备是否有电。 高压带电传感器是一种利用感应原理， 在与带电体等电位的位置 处， 通过耦合取能、 功率放大的方式， 使大功率发光元件在户外户内等复杂的光线背景下闪 烁， 同时将带电信号发送到显示单元150。 0031 请参见图2， 本实用新型还提供了一种非接触式防止误判系统200。 在一个实施例 中， 该非接触式防止误判系统200包括上述无源带电检测装置100， 在此不赘述。 另外， 该非 接触式防止误判系统200还包括闭锁装置210和闭锁控制器220， 该闭锁控制器220与无源带 电检测装置100通信连接以控制闭锁装置210的开闭。 003。

18、2 闭锁控制器220根据需要安装于高压电气设备的适当位置， 户内设备如开关柜的 柜门上， 户外设备如高压线路接地刀处， 以方便工作人员直观观察及判断设备带电情况及 装置工作情况。 闭锁控制器220采用工业级高性能CPU， 全面使用数字信号处理技术， 它与高 压带电传感器之间信号无线传输。 0033 在另一个实施例中， 该非接触式防止误判系统200还包括五防系统控制器240， 五 防系统控制器240与无源带电检测装置100通信连接以控制五防系统230的开闭。 具体地， 五 防系统230是变电站防止误操作的主要设备， 确保变电站安全运行， 防止人为误操作的重要 设备， 任何正常倒闸操作都必须经过五。

19、防系统230的模拟预演和逻辑判断， 所以确保五防系 统230的完好和完善， 能大大防止和减少电网事故的发生。 随着电网的发展， 用户用电量的 日益增大， 对用户供电的可靠性要求越来越高， 五防系统230的作用也变得更为重要。 五防 功能是指： (1)防止误分、 合断路器。 (2)防止带负荷分、 合隔离开关。 (3)防止带电挂(合)接 地线(接地刀闸)。 (4)防止带接地线(接地刀闸)合断路器(隔离开关)。 (5)防止误入带电间 隔。 0034 在一些优选实施例中， 非接触式防止误判系统200还包括控制面板250， 控制面板 250与闭锁控制器220和五防系统控制器240通信连接， 以显示和控制。

20、闭锁控制器220和五防 系统230控制器的控制状态。 0035 控制面板250和闭锁控制器220具有信号接收功能， 能正确识别高压带电传感器送 说明书 3/4 页 5 CN 211148771 U 5 来的 “有电” 信号。 三相中的某相或某两相失压时， 控制面板250能准确指示带电相， 闭锁控 制器220输出禁止解锁信号。 只有三相同时失压时， 控制面板250显示设备整体无电， 闭锁控 制器220输出允许解锁信号。 0036 传感器单元110、 控制面板250及闭锁控制器220之间采用无线高压隔离。 控制面板 250及闭锁控制器220接收传感器单元110的带电检测信号。 进一步地， 根据需要。

21、， 闭锁控制 信号可输出到五防钥匙(图中未示出)等控制设备， 实现闭锁柜门、 网门、 接地刀闸等相关设 备， 有效防止人为操作事故的发生。 0037 本实用新型提供的一种非接触式防止误判系统200， 适用于同塔多回高压输电线 路及其接地刀闸等户外高压电力设备， 针对户外设备空间相对开阔， 自然光较强等实际特 点设计。 上述无源带电检测装置100直接安装在设备高压部位， 通过耦合取能、 功率放大的 方式将高压电场能转换为电能， 将带电信号通过大功率发光元件闪烁进行提示。 同时发送 射频信号到接收及控制模块射频信号发送， 接收控制模块对信号进行接收、 转换、 计算、 判 定， 根据设备带电情况自动。

22、控制闭锁装置210的开断状态。 0038 非接触式防止误判系统200采取非接触式高压带电检测手段， 安全可靠， 维护方 便， 具有闪光显示、 连续自检以及启动强制闭锁回路等诸多功能， 能在带电设备安全距离 外， 检测设备是否有电。 该装置能够独立工作或者与电磁锁、 机械程序锁等防误装置配合使 用， 还能通过无线联网或者离线钥匙通讯与电力五操作系统构成具有实时网络化、 分布式 防误闭锁控制系统。 0039 本实用新型基于感应取能技术的带电显示及闭锁装置210， 通过感应取电方式实 现带电显示， 发送闭锁信号， 适合更高电压等级、 能在户内户外环境中使用， 可以有效地防 止误入间隔、 误登杆塔、 误合地刀， 给生产人员提供带电警示及强制闭锁功能， 防止人身伤 亡事故发生， 保证作业人员安全。 0040 至此， 本领域技术人员应认识到， 虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多 个示例性实施例， 但是， 在不脱离本实用新型精神和范围的情况下， 仍可根据本实用新型公 开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。 因此， 本实用新 型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。 说明书 4/4 页 6 CN 211148771 U 6 图1 图2 说明书附图 1/1 页 7 CN 211148771 U 7 。