一種改進的全回路驗電器及其控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種改進的全回路驗電器，包括串聯連接的防死區輸入模塊、電流縮放模塊、放大濾波模塊、受控振蕩模塊、功率放大模塊和聲光報警模塊，在電流縮放模塊和放大濾波模塊之間連接有抗干擾模塊；防死區輸入模塊的輸入端連接至控制器的輸出端，功率放大模塊的輸出端連接至控制器的輸入端，任意兩個上述相鄰的模塊之間連接至控制器的輸入端；防死區輸入模塊、電流縮放模塊、放大濾波模塊、受控振蕩模塊、功率放大模塊、聲光報警模塊、抗干擾模塊和控制器固定安裝在外殼內。本發明還公開了一種上述改進的全回路驗電器的控制方法。本發明可以解決現有技術的不足，提高了驗電器的抗干擾能力和其自檢能力。
【專利說明】
一種改進的全回路驗電器及其控制方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種高壓驗電設備，尤其是一種改進的全回路驗電器及其控制方法。
【背景技術】
[0002]高壓設備和輸配電線路在運行中有時會發生故障，維修人員在檢修時，都會首先使用交流高壓壓電器對高壓設備和輸配電線路進行檢測，然后，在確保安全的情況下，再試試維修。中國發明專利申請CN 103336168 A公開了一種全回路交流自檢高壓驗電裝置，通過輸入回路電阻與電容的配合，降低了驗電器在檢測低電壓的響應時間，提高了全回路自檢高壓驗電器的靈敏度，因此可以可靠地保證安全操作。但是，這種結構的驗電器抗干擾能力差，自檢過程無法準確判斷故障點。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是提供一種改進的全回路驗電器及其控制方法，能夠解決現有技術的不足，提高了驗電器的抗干擾能力和其自檢能力。
[0004]為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案如下。
[0005]一種改進的全回路驗電器，包括串聯連接的防死區輸入模塊、電流縮放模塊、放大濾波模塊、受控振蕩模塊、功率放大模塊和聲光報警模塊，在電流縮放模塊和放大濾波模塊之間連接有抗干擾模塊;抗干擾模塊包括串聯連接的第一電感、第二電感和第三電感，第一電感和第二電感以及第二電感和第三電感之間分別通過第一電容和第二電容接地;防死區輸入模塊的輸入端連接至控制器的輸出端，功率放大模塊的輸出端連接至控制器的輸入端，任意兩個上述相鄰的模塊之間連接至控制器的輸入端，第一電容和第二電容分別通過第一運放和第二運放連接至控制器的輸出端，第一運放的正向輸入端通過第一電阻連接至控制器的輸出端，第一運放的反向輸入端通過第二電阻接地，第一運放的反向輸入端通過第三電阻連接至第一運放的輸出端，第一運放的輸出端通過第四電阻連接至第一電容，第二運放的正向輸入端通過第五電阻連接至控制器的輸出端，第二運放的反向輸入端通過第六電阻接地，第二運放的反向輸入端通過第七電阻連接至第二運放的輸出端，第二運放的輸出端通過第八電阻連接至第二電容；防死區輸入模塊、電流縮放模塊、放大濾波模塊、受控振蕩模塊、功率放大模塊、聲光報警模塊、抗干擾模塊和控制器固定安裝在外殼內。
[0006]作為優選，所述防死區輸入模塊、電流縮放模塊、放大濾波模塊、受控振蕩模塊、功率放大模塊、聲光報警模塊和抗干擾模塊的輸出端各通過一個緩沖電感接地，緩沖電感與各模塊的輸出端之間連接有繼電器的常開觸點，控制器的輸出端與繼電器的控制線圈相連。
[0007]作為優選，所述防死區輸入模塊前設置有輸入保護模塊，輸入保護模塊包括三極管，三極管的集電極通過第九電阻連接至輸入保護模塊的輸入端，三極管的發射極連接至輸入保護模塊的輸出端，三極管的集電極通過串聯的第十電阻、穩壓二極管和可調電阻接地，三極管的基極連接至第十電阻和穩壓二極管之間，三極管的發射極連接至穩壓二極管和可調電阻之間。
[0008]作為優選，所述外殼接縫處的兩側設置有橡膠密封條，橡膠密封條的外側設置有直線部，任意一側的橡膠密封條上設置有凹槽部，另一側的橡膠密封條上設置有與凹槽部對應的凸起部，凹槽部和凸起部都位于直線部的內側，凹槽部和凸起部的內側設置有斜面部。
[0009]—種用于上述的改進的全回路驗電器的控制方法，包括以下步驟:
[0010]A、控制器的輸出端向防死區輸入模塊輸入自檢信號，自檢信號依次通過各個模塊傳輸至功率放大模塊后，被控制器的輸入端采集;與此同時，控制器的輸入模塊對從各個模塊中傳出的自檢信號進行同步采集；
[0011]B、以各個模塊的輸出端自檢信號為基準，將各個模塊輸出的自檢信號實際值與其理論值進行對比，計算出實際值與理論值的單一偏差率；以防死區輸入模塊輸入端的自檢信號為基準，將功率放大模塊輸出端的自檢信號實際值與其理論值進行對比，計算出實際值與理論值的綜合偏差率；
[0012]C、首先判斷綜合偏差率是否符合要求，若綜合偏差率符合規定值，則判定驗電器無故障，若綜合偏差率超出要求規定值，則判定驗電器出現故障；當驗電器出現故障時，進一步判斷各個單一偏差率是否超出規定值，超出規定值的單一偏差率所述模塊判定為故障模塊。
[0013]作為優選，所述單一偏差率和綜合偏差率的計算方法為，
[0014]將實際值和理論值的最大值偏差率、最小值偏差率和平均值偏差率進行加權平均，得到最終的單一偏差率和綜合偏差率;其中最大值偏差率的比例系數為0.3，最小值偏差率的比例系數為0.2，平均值偏差率的比例系數為0.5。
[0015]作為優選，所述實際值和理論值均采用電壓信號和電流信號歸一化后的信號強度之和表示。
[0016]作為優選，在自檢完畢后，若驗電器正常，控制器的輸入端周期性地采集各個模塊的輸出信號，若出現信號異常波動，則通過控制器的輸出端向第一電容和第二電容上施加修正信號，對驗電器中出現的信號異常波動進行緩沖。
[0017]采用上述技術方案所帶來的有益效果在于:本發明通過改進驗電器的電路結構，提高了驗電器對于外界電場波動以及自身信號變化的緩沖適應能力。驗電器的外殼結構可以有效地保護其內部的電路結構，使其不受外界灰塵水汽等的影響。基于上述電路結構開發出來的自檢方法可以快速準確地確定故障位置;此外，通過控制器的輸出調節，可以提高驗電器的容錯能力，并實現一定程度的糾錯效果，從而降低由于故障或者干擾導致驗電器電路自動斷開的頻率。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明一個【具體實施方式】的原理圖。
[0019]圖2是本發明一個【具體實施方式】中抗干擾模塊的電路圖。
[0020]圖3是發明一個【具體實施方式】中輸入保護模塊的電路圖。
[0021]圖4是發明一個【具體實施方式】中外殼的結構圖。
[0022]圖中:1、防死區輸入模塊;2、電流縮放模塊;3、放大濾波模塊;4、受控振蕩模塊;5、功率放大模塊;6、聲光報警模塊;7、抗干擾模塊;8、控制器;9、外殼；10、輸入保護模塊;11、橡膠密封條；12、直線部；13、凹槽部；14、凸起部；15、斜面部；16、彈簧體;Rl、第一電阻;R2、第二電阻;R3、第三電阻;R4、第四電阻;R5、第五電阻;R6、第六電阻;R7、第七電阻;R8、第八電阻;R9、第九電阻;R10、第十電阻;Cl、第一電容;C2、第二電容;L1、第一電感;L2第二電感；L、緩沖電感;Al、第一運放;A2、第二運放;K、繼電器;Q;三極管;ZD、穩壓二極管;VR、可調電阻。
【具體實施方式】
[0023]參照圖1-4，一種改進的全回路驗電器，包括串聯連接的防死區輸入模塊1、電流縮放模塊2、放大濾波模塊3、受控振蕩模塊4、功率放大模塊5和聲光報警模塊6，在電流縮放模塊2和放大濾波模塊3之間連接有抗干擾模塊7;抗干擾模塊7包括串聯連接的第一電感L1、第二電感L2和第三電感L3，第一電感LI和第二電感L2以及第二電感L2和第三電感L3之間分別通過第一電容Cl和第二電容C2接地；防死區輸入模塊I的輸入端連接至控制器8的輸出端，功率放大模塊5的輸出端連接至控制器8的輸入端，任意兩個上述相鄰的模塊之間連接至控制器8的輸入端，第一電容Cl和第二電容C2分別通過第一運放Al和第二運放A2連接至控制器8的輸出端，第一運放Al的正向輸入端通過第一電阻Rl連接至控制器8的輸出端，第一運放Al的反向輸入端通過第二電阻R2接地，第一運放Al的反向輸入端通過第三電阻R3連接至第一運放Al的輸出端，第一運放Al的輸出端通過第四電阻R4連接至第一電容Cl，第二運放A2的正向輸入端通過第五電阻R5連接至控制器8的輸出端，第二運放A2的反向輸入端通過第六電阻R6接地，第二運放A2的反向輸入端通過第七電阻R7連接至第二運放A2的輸出端，第二運放A2的輸出端通過第八電阻R8連接至第二電容C2;防死區輸入模塊1、電流縮放模塊2、放大濾波模塊3、受控振蕩模塊4、功率放大模塊5、聲光報警模塊6、抗干擾模塊7和控制器8固定安裝在外殼9內。所述防死區輸入模塊1、電流縮放模塊2、放大濾波模塊3、受控振蕩模塊4、功率放大模塊5、聲光報警模塊6和抗干擾模塊7的輸出端各通過一個緩沖電感L接地，緩沖電感L與各模塊的輸出端之間連接有繼電器K的常開觸點，控制器8的輸出端與繼電器K的控制線圈相連。所述防死區輸入模塊I前設置有輸入保護模塊10，輸入保護模塊10包括三極管Q，三極管Q的集電極通過第九電阻R9連接至輸入保護模塊10的輸入端，三極管Q的發射極連接至輸入保護模塊10的輸出端，三極管Q的集電極通過串聯的第十電阻R10、穩壓二極管ZD和可調電阻VR接地，三極管Q的基極連接至第十電阻RlO和穩壓二極管ZD之間，三極管Q的發射極連接至穩壓二極管ZD和可調電阻VR之間。所述外殼9接縫處的兩側設置有橡膠密封條11，橡膠密封條11的外側設置有直線部12，任意一側的橡膠密封條11上設置有凹槽部13，另一側的橡膠密封條11上設置有與凹槽部13對應的凸起部14，凹槽部13和凸起部14都位于直線部12的內側，凹槽部13和凸起部14的內側設置有斜面部15。凸起部14內設置有彈簧體16。
[0024]—種用于上述的改進的全回路驗電器的控制方法，包括以下步驟:
[0025]A、控制器8的輸出端向防死區輸入模塊I輸入自檢信號，自檢信號依次通過各個模塊傳輸至功率放大模塊5后，被控制器8的輸入端采集;與此同時，控制器8的輸入模塊對從各個模塊中傳出的自檢信號進行同步采集；
[0026]B、以各個模塊的輸出端自檢信號為基準，將各個模塊輸出的自檢信號實際值與其理論值進行對比，計算出實際值與理論值的單一偏差率；以防死區輸入模塊I輸入端的自檢信號為基準，將功率放大模塊5輸出端的自檢信號實際值與其理論值進行對比，計算出實際值與理論值的綜合偏差率；
[0027]C、首先判斷綜合偏差率是否符合要求，若綜合偏差率符合規定值，則判定驗電器無故障，若綜合偏差率超出要求規定值，則判定驗電器出現故障；當驗電器出現故障時，進一步判斷各個單一偏差率是否超出規定值，超出規定值的單一偏差率所述模塊判定為故障模塊。
[0028]所述單一偏差率和綜合偏差率的計算方法為，
[0029]將實際值和理論值的最大值偏差率、最小值偏差率和平均值偏差率進行加權平均，得到最終的單一偏差率和綜合偏差率;其中最大值偏差率的比例系數為0.3，最小值偏差率的比例系數為0.2，平均值偏差率的比例系數為0.5。
[0030]所述實際值和理論值均采用電壓信號和電流信號歸一化后的信號強度之和表示。[0031 ]在自檢完畢后，若驗電器正常，控制器8的輸入端周期性地采集各個模塊的輸出信號，若出現信號異常波動，則通過控制器8的輸出端向第一電容Cl和第二電容C2上施加修正信號，對驗電器中出現的信號異常波動進行緩沖。若異常點出現在抗干擾模塊之前，則首先在第一電容上施加修正信號，對異常信號進行初步緩沖，然后根據施加修正信號后對后續模塊的影響，在第二電容上施加另外一個修正信號。若通過施加兩個修正信號還是無法將異常信號消減至規定范圍以內，則還可以通過在防死區輸入模塊I的輸入端加入一個相對較弱的修正信號來對整個電路系統進行調整。若經過上述調整后系統中還是存在超標的異常信號，則控制相應位置的繼電器常開觸點閉合，利用緩沖電感將出現異常的部分進行接地處理。
[0032]以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種改進的全回路驗電器，包括串聯連接的防死區輸入模塊(I)、電流縮放模塊(2)、放大濾波模塊(3)、受控振蕩模塊(4)、功率放大模塊(5)和聲光報警模塊(6)，其特征在于:在電流縮放模塊(2)和放大濾波模塊(3)之間連接有抗干擾模塊(7);抗干擾模塊(7)包括串聯連接的第一電感(LI)、第二電感(L2)和第三電感(L3)，第一電感(LI)和第二電感(L2)以及第二電感(L2)和第三電感(L3)之間分別通過第一電容(Cl)和第二電容(C2)接地;防死區輸入模塊(I)的輸入端連接至控制器(8)的輸出端，功率放大模塊(5)的輸出端連接至控制器(8)的輸入端，任意兩個上述相鄰的模塊之間連接至控制器(8)的輸入端，第一電容(Cl)和第二電容(C2)分別通過第一運放(Al)和第二運放(A2)連接至控制器(8)的輸出端，第一運放(Al)的正向輸入端通過第一電阻(Rl)連接至控制器(8)的輸出端，第一運放(Al)的反向輸入端通過第二電阻(R2)接地，第一運放(Al)的反向輸入端通過第三電阻(R3)連接至第一運放(Al)的輸出端，第一運放(Al)的輸出端通過第四電阻(R4)連接至第一電容(Cl)，第二運放(A2)的正向輸入端通過第五電阻(R5)連接至控制器(8)的輸出端，第二運放(A2)的反向輸入端通過第六電阻(R6)接地，第二運放(A2)的反向輸入端通過第七電阻(R7)連接至第二運放(A2)的輸出端，第二運放(A2)的輸出端通過第八電阻(R8)連接至第二電容(C2);防死區輸入模塊(I)、電流縮放模塊(2)、放大濾波模塊(3)、受控振蕩模塊(4)、功率放大模塊(5)、聲光報警模塊(6)、抗干擾模塊(7)和控制器(8)固定安裝在外殼(9)內。2.根據權利要求1所述的改進的全回路驗電器，其特征在于:所述防死區輸入模塊(1)、電流縮放模塊(2)、放大濾波模塊(3)、受控振蕩模塊(4)、功率放大模塊(5)、聲光報警模塊(6)和抗干擾模塊(7)的輸出端各通過一個緩沖電感(L)接地，緩沖電感(L)與各模塊的輸出端之間連接有繼電器(K)的常開觸點，控制器(8)的輸出端與繼電器(K)的控制線圈相連。3.根據權利要求1所述的改進的全回路驗電器，其特征在于:所述防死區輸入模塊(I)前設置有輸入保護模塊(10)，輸入保護模塊(10)包括三極管(Q)，三極管(Q)的集電極通過第九電阻(R9)連接至輸入保護模塊(10)的輸入端，三極管(Q)的發射極連接至輸入保護模塊(10)的輸出端，三極管(Q)的集電極通過串聯的第十電阻(R10)、穩壓二極管(ZD)和可調電阻(VR)接地，三極管(Q)的基極連接至第十電阻(RlO)和穩壓二極管(ZD)之間，三極管(Q)的發射極連接至穩壓二極管(ZD)和可調電阻(VR)之間。4.根據權利要求1所述的改進的全回路驗電器，其特征在于:所述外殼(9)接縫處的兩側設置有橡膠密封條(U)，橡膠密封條(11)的外側設置有直線部(12)，任意一側的橡膠密封條(11)上設置有凹槽部(13)，另一側的橡膠密封條(11)上設置有與凹槽部(13)對應的凸起部(14)，凹槽部(13)和凸起部(14)都位于直線部(12)的內側，凹槽部(13)和凸起部(14)的內側設置有斜面部(15)。5.—種用于權利要求1-4任意一項所述的改進的全回路驗電器的控制方法，其特征在于包括以下步驟: A、控制器(8)的輸出端向防死區輸入模塊(I)輸入自檢信號，自檢信號依次通過各個模塊傳輸至功率放大模塊(5)后，被控制器(8)的輸入端采集;與此同時，控制器(8)的輸入模塊對從各個模塊中傳出的自檢信號進行同步采集； B、以各個模塊的輸出端自檢信號為基準，將各個模塊輸出的自檢信號實際值與其理論值進行對比，計算出實際值與理論值的單一偏差率；以防死區輸入模塊(I)輸入端的自檢信號為基準，將功率放大模塊(5)輸出端的自檢信號實際值與其理論值進行對比，計算出實際值與理論值的綜合偏差率； C、首先判斷綜合偏差率是否符合要求，若綜合偏差率符合規定值，則判定驗電器無故障，若綜合偏差率超出要求規定值，則判定驗電器出現故障；當驗電器出現故障時，進一步判斷各個單一偏差率是否超出規定值，超出規定值的單一偏差率所述模塊判定為故障模塊。6.根據權利要求5所述的改進的全回路驗電器的控制方法，其特征在于:所述單一偏差率和綜合偏差率的計算方法為， 將實際值和理論值的最大值偏差率、最小值偏差率和平均值偏差率進行加權平均，得到最終的單一偏差率和綜合偏差率;其中最大值偏差率的比例系數為0.3，最小值偏差率的比例系數為0.2，平均值偏差率的比例系數為0.5。7.根據權利要求6所述的改進的全回路驗電器的控制方法，其特征在于:所述實際值和理論值均采用電壓信號和電流信號歸一化后的信號強度之和表示。8.根據權利要求5所述的改進的全回路驗電器的控制方法，其特征在于:在自檢完畢后，若驗電器正常，控制器(8)的輸入端周期性地采集各個模塊的輸出信號，若出現信號異常波動，則通過控制器(8)的輸出端向第一電容(Cl)和第二電容(C2)上施加修正信號，對驗電器中出現的信號異常波動進行緩沖。
【文檔編號】G01R31/08GK105929219SQ201610305744
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月10日
【發明人】劉會生
【申請人】保定瑞隆電力器材有限公司