[发明专利]基于场强法的高压输电线路带电指示器

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用电场和磁场耦合方式获得高压输电线路电压和电流信号，并将监测到的高压输电线路是否带电状况，通过无线方式远传到监控中心的高压输电线路带电指示器。

背景技术

在电缆分支箱、箱变及环网柜等全绝缘设备中，由于各个带电部件都是全绝缘的，无法直接判断线路是否带电，同时对于架空高压输电线路，由于架设距离较高，且电压等级较高也无法直接判断线路是否带电，为了对上述设备是否带电进行准确判断，本发明提出一种基于场强法的高压输电线路带电指示器及其方法，可以广泛地应用于室内和室外电压等级为10～500kV电气设备上，以翻牌形式显示出高压设备带有运行状况，可有效地防止误触电、带电挂地线等引起的人身、设备和电力系统停电事故，对电力系统的安全可靠运行具有非常重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用电场和磁场耦合方式获得高压输电线路电压和电流信号，可以对高压输电线路是否带电可以通过翻牌或无线的方式发送到远方的高压输电线路带电指示器。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于场强法的高压输电线路带电指示器及其方法，包括电场耦合式电压信号采集电路、信号处理电路、微处理器、小CT取电电路、电池电源电路、翻牌指示驱动电路、翻牌指示器和接口电路。

电场耦合式电压信号采集电路包括放电管、电阻R、电感L、电容C和电极。

电场耦合式电压信号采集电路包括放电管、电阻R、电感L、稳压二极管D(也可以是两个反向串联的稳压二极管)和电极。

小CT取电电路采用截面较小的铁心(即CT)，利用铁心的磁饱和特性可以得到较为稳定的直流电压，小CT取电即从高压母线上感应得到交流电能，然后经整流、滤波、泄放、DC-DC变换等，得到稳定的5V和3.3V电压。

翻牌指示器有两种颜色，红色表示有电，白色表示无电，或白色表示有电，红色表示无电。

输电线路上的电压和电流分别采用电场和磁场耦合方式获得。

接口电路可以接无线发送模块将是否带电信号发送到远方。

本发明具有积极的效果：(1)本发明的基于场强法的高压输电线路带电指示器，小CT取电电路采用截面较小的CT，利用铁心的磁饱和特性可以得到较为稳定的直流电压。(2)本发明的基于场强法的高压输电线路带电指示器，利用电场原理解决了非接触耦合方式测量输电线路电压问题，使输电线路带电指示器的设计变得简单而可靠。(3)发明的基于场强法的高压输电线路带电指示器，使用简单，便于从输电线路上拆卸。

附图说明

图1为实施例1的基于场强法的高压输电线路带电指示器原理结构图。

图2为实施例1的电场耦合式电压信号采集电路的原理结构图。

图3为实施例1的电场耦合式电压信号采集电路的原理结构图。

图4为实施例1的小CT取电电路原理框图。

图5为实施例1的铁心深度饱和时磁感应强度和电动势的曲线。

具体实施方式

(实施例1)

见图1、图2、图3和图4，本实施例的基于场强法的高压输电线路带电指示器及其方法，包括电场耦合式电压信号采集电路1、信号处理电路2、微处理器3、小CT取电电路4、电池电源电路5、翻牌指示驱动电路6、翻牌指示器7和接口电路8。

输电线路上的电压和电流分别采用电场和磁场耦合方式获得。

电场耦合式电压信号采集电路1包括放电管、电阻R、电感L、电容C和电极。

电场耦合式电压信号采集电路1包括放电管、电阻R、电感L、稳压二极管D(也可以是两个反向串联的稳压二极管)和电极。

当电极与高压输电线路接触时，电极与输电线路之间就可以等效为一电容，如图4所示，利用电容的分压特性在电容C两端就可以获得与输电线路电压成份完全一致的电压信号，该信号送到信号处理电路进行处理后，就可以作为输电线路是否存在电压的判据。

小CT取电电路4采用截面较小的铁心(即CT)，利用铁心的磁饱和特性可以得到较为稳定的直流电压，小CT取电即从高压母线上感应得到交流电能，然后经整流、滤波、泄放、DC-DC变换等，得到稳定的5V和3.3V电压。

下面进行理论验证，证明小CT在进入饱和状态后，输出电压稳定，图5为小CT的铁心深度饱和时的波形图。