专利名称：一种免接触高压无线核相器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力线路、变电站相位校验和相序校验的核相装置，具体是一种免接触高压无线核相器。属于电气测试设备领域。
背景技术：
核相操作是电力行业的基本工作内容之一，当变压器并网投运之前，以及新建电力线路与电网连接之前，要先进行相位校验。保证三相电源的相序与用户负载的实际相序一致。否则错相送电轻则烧毁设备，严重时造成上级电源停电，威胁电网安全生产。核相器的作用是检测在相同的额定电压和频率下，两个已带电体之间正确的相位关系。传统核相方法有无线核相和有线核相两种。有线核相因为需要接触高压容易发生人身触电事故，操作复杂而且需要严格的监护，使用不便。公开的中国专利号为200910029430. 5的发明涉及一种无线高压数字核相仪。采用在高压上挂接两个无线传感器的模式，将高压信号采集后无线发送到手持核相器上比较判别相位。由于向高压带电体上挂接无线传感器仍然要接触高压，本质上并没有脱离高压核相，仍然有触电危险。
实用新型内容为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种免接触高压无线核相器，整个核相工作不用接触高压，也不需要爬杆操作，所有信号都是无线传输，使用时只须三人，分别操作三套发射装置和一套接收装置就可以对高压线的相位进行判断和测试。为实现上述目的，本实用新型设计了一种免接触高压无线核相器，由无线传感器一(I)、无线传感器二(2)、无线传感器三(3)和一个手持核相仪(4)组成。无线传感器一(I)、无线传感器二(2)、无线传感器三(3)完全相同。每个无线传感器由天线(10)、感应传感器(5)、采样输入单元出)、CPU处理单元(7)和无线收发单元(8)组成。如图2所示，进一步地，天线(10)由绝缘护套(10-1)和金属螺线天线(10-2)组成。金属螺线天线(10-2)用铜材料绕制成螺旋形，绝缘护套(10-1)完全套住金属螺线天线(10-2)，二者结合后成为完整的一根外绝缘的天线(10)。进一步地，感应传感器(5)接收来自天线(10)的高压感应信号，并变换成与所接收高压信号成正比的低压电压信号，这个低压电压信号包含所接收高压感应信号的相位信息。这个低压电压信号是模拟信号。进一步地，采样输入单元(6)是一个A/D变换电路，它将来自感应传感器(5)的低压电压信号变成数字量，以便后续CPU处理单元运算处理。进一步地，CPU处理单元(7)是嵌入式低功耗8位微处理器，采用全波形采样技术，在整个周期内进行400个数据采集，每个数据时间间隔O. 05mS,相角间隔为O. 9度。它完成对输入低压数字电压信号的数据处理，并实现准确的时间计算和幅值计算。进一步地，CPU处理单元(7)将运算出的感应信号时间和幅值数据传送给无线收发单元(8)。无线收发单元(8)是个无线双向通讯�？椋环矫姘牙醋杂贑PU处理单元
(7)时间和幅值数据通过天线(10)无线发射出去；另一方面接收来自天线(10)的高压感应信号转发给感应传感器(5)。无线收发单元(8)工作在接收还是发射状态由CPU处理单元(7)控制。如图3所示，手持核相仪(4)是便携式掌上仪器，由无线接收单元(11)、微处理单元(12)、显示单元(13)和电源电路(14)组成。进一步地，无线接收单元(11)是工作频率与无线收发单元(8)相同的单向无线数据接收�？椋糜诮邮瘴尴呤辗⒌ピ�(8)发来的无线信号，并放大和滤波处理后送给微处理单元(12)。进一步地，微处理单元(12)把来自于无线接收单元(11)的数据信号解码处理，分离出信号的时间数据和幅值数据。然后进行判断所接收信号的相位关系。进一步地，显示单元是液晶显示器件，用于将处理单元(12)的运算判别结果显示出来，电源电路(14)是集成电源管理�？椋瓿啥猿涞绲绯氐某涞绻芾恚绯厥涑龅�
3.7V电压变换成5V直流电压。本实用新型的工作过程是如图1，首先打开手持核相仪(4)电源，先用绝缘操作杆把无线传感器一(I)举起靠近第I路电源已经相位侧的某一相，如本图第I路电源已知相是C相，在靠近距离30-50cm处停�。耸笔殖趾讼嘁�(4)显示屏最上端将显示第一路电源的波形，此为参考相。然后用绝缘操作杆举起另两个无线传感器二(2)和三(3)。分别靠近第II路电源待测端的任意两相，同样靠近距离到30-50cm处停�。耸笔殖趾讼嘁�(4)显示屏中部将显示第II路电源的被测相的波形以及他们与第I路参考相的相位差。如果无线传感器二(2)对应的在手持核相仪(4)显示屏中部的波形与无线传感器一(I)对应的手持核相仪(4)显示屏上部的波形相位差< 10°，则无线传感器二(2)靠近的第II路电源相是与参考相同相，也是C相；如果二者的相位差> 110°则无线传感器二(2)靠近的第II路电源相是A相。同样道理，无线传感器三(3)靠近的第II路电源相与参考相的相位差<10°，则二者同相都为C相；如果二者的相位差>110°，则无线传感器电源相是A相；如果显示为负值，则无线传感器三(3)靠近的电源相是B相。本实用新型的优点是使用简单，核相操作一次完成，无需反复多次靠近高压带电电源。另外无需接触高压，安全可靠。有效杜绝人身触电事故。除了上面所描述的目的、特点和优点外，本实用新型还有其他的特征和优点。下面参照附图作进一步详细的说明。
本实用新型的示意性附图及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。图I是免接触高压无线核相仪工作示意图。其中无线传感器一(I);无线传感器二⑵；无线传感器三⑶；手持核相仪⑷。图2为无线传感器的原理框图。其中(5)感应传感器；(6)采样输入单元；(7) CPU处理单元；(8)无线收发单元；(10)天线。图3为手持核相仪原理框图。其中(11)无线接收单元；(12)微处理单元；(13)
4显示单元；(14)电源电路。
具体实施方式
以下结合附图，对优选实施例做详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是限制本实用新型的范围及其应用。如图I、图2和图3。本实施例中，无线传感器的金属天线部分10-2选用直径为
2.5mm优质铜线绕制成内经为8mm,长度为55mm的螺旋,外绝缘部分10-1选用高压交联聚乙烯护套，完全套在10-2上。使无线传感器一(I)、二(2)或三(3)即使接触上高压带电体也不会让高压直接进入无线传感器。保证设备和人身安全。无线收发单元(8)和无线接收单元(11)都选用N608模块，该�？楣ぷ髌德�434MHZ，并且通过软件设置可工作在收发或单独接收模式，典型无线通讯距离800米。感应传感器(5)选用BS5，输出电压0.625V。采样输入单元(6)采用MAX1165，实现低功耗16位的A/D转换。CPU处理单元(7)和微处理单元(12)都采用F410微功耗单片机，实现数据处理以及电压时间幅值的计算工作。在本实施例中，免接触高压无线核相器由手持核相仪(4)和三只无线传感器一
(I)、二(2)和三(3)组成。无线传感器将输入的电压波形在0-360°范围内进行采样，经过处理后的数据通过N608�？槲尴叽透殖趾讼嘁�(4)，手持主机将接收到的数据处理后，在LCD液晶屏(13)上显示出每相的波形以及与参考相的相位差。在本实施例中，CPU处理单元(7)和微处理单元(12)采用全波形采样技术，在整个周期内进行400个数据采集，每个数据时间间隔O. 05mS，相角间隔为O. 9度，因此测量准确度比其他方式的无线传感器有了很大的提高。由于在一个周期内(20mS)三相电的波形是按一定的相位差出现的，无线传感器根据检测到的时间在与另一只无线传感器的数据进行比较计算得出相位差角。
本实施例另一个优点是可对无线传感器一(I)、二(2)、三(3)和手持核相仪(4)所用的电池电压进行检测。在无线传感器发往手持核相仪(4)的数据流中，除了电压采样数据外还有采样值的幅度值和传感器电池的当前电压值。手持核相仪(4)设有“电池检查”按键，可随时检查电池的电压值。手持核相仪(4)所显示的采样电压幅度值为相对百分数，它表示采样值的大�。巳サ舾扇判藕潘鸬呐卸洗砦螅尴叽衅鞑裳缺匦氪笥�5%，手持主机才进行相位差计算并显示在LCD屏上。若小于5%手持主机不进行相位差计算，而显示提示 ,传感器幅值小于5% ”无线传感器和手持核相仪(4)均使用锂离子电池供电，并设有充电插口，可对电池进行充电。手持核相仪(4)带有充电控制电路，充电时，充电指示灯亮，充电结束指示灯熄灭。无线传感器设有电源指示灯和通讯指示灯，通讯正常时通讯灯闪亮，根据通讯灯的状态可判断无线传感器的工作状态是否正常。开机时若手持核相仪⑷不能检测到传感器，则显示相应传感器“没有发现”，检测到则显示“自检成功”。只要有一只无线传感器不能检测到，则手持主机便不停的发出联络信号，直至三只无线传感器全部“自检成功”，手持主机才进入系统核相程序。本实施例的使用方法是首先确定第I路电源的某一相如C相，然后用绝缘操作杆把无线传感器一(I)举起靠近该C相，该相所显示波形为参考相波形和基准相位。然后用绝缘操作杆举起另两个无线传感器二(2)和三(3)。分别靠近待测第II路电源的任意两相，靠近距离到30-50cm处停�。耸笔殖趾讼嘁�(4)显示屏中部显示第II路电源的被测相的波形以及它们与第I路参考相的相位差。如果无线传感器二(2)对应的在手持核相仪
(4)显示屏中部的波形与参考相的波形相位差< 10°，则该相也是C相；如果二者的相位差> 110°则该相是A相。同样道理，无线传感器三(3)靠近的第II路电源相与参考相的相位差<10°，则二者同相都为C相；如果二者的相位差>110°，则无线传感器电源相是A相；如果显示为负值，则无线传感器三(3)靠近的电源相是B相。可以理解的是，对于本领域的技术人员来说，可以根据本实用新型技术构思做出其他各种的改变和变形，而所有的这些改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。
权利要求1.一种免接触高压无线核相器，由无线传感器一(I)、无线传感器二(2)、无线传感器三(3)和一个手持核相仪(4)组成，每个无线传感器由天线(10)、感应传感器(5)、采样输入单元^)、CPU处理单元(7)和无线收发单元(8)组成，三个传感器发送无线信号，手持核相仪(4)接收无线信号对高压信号进行核相。
2.根据权利要求I所述的高压无线核相器，其特征在于无线传感器一(I)、无线传感器二(2)和无线传感器三(3)完全相同，三个无线传感器将输入的电压波形在0-360度范围内进行采样。
3.根据权利要求I所述的高压无线核相器，其特征在于所述的手持核相仪(4)是便携式掌上仪器，由无线接收单元(11)、微处理单元(12)、显示单元(13)和电源电路(14)组成。
4.根据权利要求I所述的高压无线核相器，其特征在于所述的手持核相仪(4)带有液晶显示屏，且液晶显示屏能够同时显示三个无线传感器发来的波形和相位差数据。
5.根据权利要求I所述的高压无线核相器，其特征在于所述的天线(10)由绝缘护套(10-1)和金属螺线天线(10-2)组成，金属螺线天线(10-2)用铜材料绕制成螺旋形，绝缘护套(10-1)完全套住金属螺线天线(10-2)，二者结合后成为完整的一根外绝缘的天线(10)。
6.根据权利要求I所述的高压无线核相器，其特征在于所述的CPU处理单元(7)是嵌入式低功耗8位微处理器，CPU处理单元(7)采用全波形采样技术，在整个周期内进行400个数据采集，每个数据时间间隔O. 05mS，相角间隔为O. 9度。
专利摘要本实用新型公开了一种免接触高压无线核相器，由无线传感器一(1)、无线传感器二(2)、无线传感器三(3)和一个手持核相仪(4)组成。依靠无线传感器感应高压信号，发送给手持核相仪(4)，所有信号都是无线传输。特点是整个核相工作不用接触高压，也不需要爬杆操作，操作简单，一次核相完成。有效杜绝人身触电事故。本实用新型有效解决了核相操作不接触高压一次完成的难题，广泛应用于工业企业电力操作工作中。
文档编号G01R19/00GK202735415SQ20122005413
公开日2013年2月13日 申请日期2012年2月20日 优先权日2012年2月20日
发明者龙泽辉, 黄昌虎, 张方红, 杨忠, 张凤国, 李守荣 申请人:兴义供电局, 张凤国
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