CN103487633A

CN103487633A - 一种非接触式高压线验电器

Info

Publication number: CN103487633A
Application number: CN201310471444.9A
Authority: CN
Inventors: 王颐
Original assignee: NANJING OURGREEN ENERGY-SAVING TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: NANJING OURGREEN ENERGY-SAVING TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-10-10
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2014-01-01

Abstract

本发明公开了一种非接触式高压线验电器，包括：电容式传感器，用于监测高压线电场，并生成电压信号发送给信号处理模块；信号处理模块将接收到的电压信号转换为数字信号发送给单片机；单片机对接收到的数字信号进行处理，发送有电或无电状态指示信号给指示模块，发送语音信号给语音模块，发送报警信号给报警模块，发送传送信号给信号传送模块；指示模块通过发光二极管显示有电或无电状态；语音模块根据语音信号发出语音提示；信号传送模块将接收到的传送信号发送给控制台；报警器接收到报警信号后进行报警；本发明采用单片机作为检测和控制核心，在验电提醒时兼有视觉和语音提示，***信号稳定，可靠性高。

Description

一种非接触式高压线验电器

技术领域

本发明涉及高压线监测领域，尤其涉及一种非接触式高压线验电器。

背景技术

安全是生产过程中的重中之重,对十危险性的作业尤其重要，在高压线路停电检修时必须遵循停电、验电、挂地再开始操作的规定，验电操作必须通过验电器来完成。验电器是用来检测电力设备上是否存在电压的常用电力安全工具之一，通过验电器明确验证停电役备是否确无电压，再进行其他操作，以防止出现带电装接地线(合接地刀闸)、误碰有电设备等恶性事故的发生，因此，在电力行业中验电器的作用不可忽视。非接触式验电器在进行验电工作时不需要与高压线直接接触，使用起来安全、方便。目前国内市场上的验电器种类繁多，性能参差不齐，或由于各种原因造成验电器失灵，影响正常使用。本文设计的验电器采用单片机作为检测和控制核心，在验电提醒时兼有视觉和语音提示，***信号稳定，可靠性高。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种稳定、可靠的以单片机为核心的非接触式高压线验电器。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种非接触式高压线验电器，包括电容式传感器、信号处理模块、单片机、指示模块、语音模块、信号传送模块和报警器。

电容式传感器，用于监测高压线电场，并生成电压信号发送给信号处理模块；

信号处理模块将接收到的电压信号转换为数字信号发送给单片机；

单片机对接收到的数字信号进行处理，发送有电或无电状态指示信号给指示模块，发送语音信号给语音模块，发送报警信号给报警模块，发送传送信号给信号传送模块；

指示模块通过发光二极管显示有电或无电状态；

语音模块根据语音信号发出语音提示；

信号传送模块将接收到的传送信号发送给控制台；

报警器接收到报警信号后进行报警；

电容式传感器地线端的一条地线与指示模块地线端、语音模块信号地线端、传送模块地线端、报警器地线端相连，这种地线连接方式能够判断传感器传输线路是否完好。此时，若信号传输线路断开，则此地线亦断开，那么指示模块、语音提示模块、信号传送模块和报警器均不能工作，信号指示灯不能发光，语音模块被能发出语音信息，传送电脑的有电和无电信号也同时断掉，不会发出错误信号，提高了***的可靠性，避免信号线断开时发出错误的无电信号，造成事故。

更进一步的，单片机为芯片SPE61A。该芯片性价比高，安全稳定性好，能有效适应室外工作环境。

有益效果：（1）本发明采用单片机SPE61A，性价比高、稳定性好，能有效适应室外工作环境；（2）本发明在验电提醒时兼有视觉和语音提示，可靠性高；（3）本发明设有报警器，当采集的信号超过设定值时报警，增加了验电器的功能，提高用电安全，也便于人工快速响应。

附图说明

图1为本发明工作原理图；

图2为信号电路功能模块图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，本发明提供的一种非接触式高压线验电器，包括：电容式传感器，用于监测高压线电场，并生成电压信号发送给信号处理模块；信号处理模块将接收到的电压信号转换为数字信号发送给单片机；单片机对接收到的数字信号进行处理，发送有电或无电状态指示信号给指示模块，发送语音信号给语音模块，发送报警信号给报警模块，发送传送信号给信号传送模块；指示模块通过发光二极管显示有电或无电状态；语音模块根据语音信号发出语音提示；信号传送模块将接收到的传送信号发送给控制台；报警器接收到报警信号后进行报警；

本验电器以SPE61A单片机作为检测和控制核心。装置采用铜片式传感器监测高压线附近电场，将电场信号转化为电压信号后送往信号处理电路，信号处理电路将该模拟信号转换成直流的有电、无电的状态信号送往单片机。单片机将接收到的信号与上一次信号进行比较，如果本次采集的信号跟上次采集信号相同，则继续下一次信号的采集，如果不同，则发出新的信号到语音模块、指示模块和信号传送模块，同时将本次采集的信号进行锁存，用以对下次采集的信号进行比较。语音模块收到信号后发出有电或无电语音提示;指示模块收到信号后发出有电或无电指示;信号传送模块收到信号后发出有电或无电状态信号送到室内监控控制台。

下面结合实例作进一步描述：

（1）电容传感器

传感器用于读取电场信号，是整个设备的信号源。传感器被安装在距离高压线0.8m的正下方，用于读取和转换高压线附近的电场信号。本装置中的传感器采用铜片电容设计，从电容两端分别引出两根导线，其中一根导线作为信号输出的正极，另一根接地，作为地线。

另外，为了安全需要，在传感器的地线端多引出了一条地线(称为检测地线)作为电路中指示模块、语音提示模块和信号传送模块的地线，用于判断传感器传输线路是否完好。此时，若信号传输线路断开，则此地线亦断开，那么指示模块、语音提示模块和信号传送模块均不能工作，信号指示灯不能发光，语音模块被能发出语音信息，传送电脑的有电和无电信号也同时断掉，不会发出错误信号，提高了***的可靠性，避免信号线断开时发出错误的无电信号，造成事故。

传感器采用封闭式半球形光滑外壳设计，能够彻底防水，满足室外工作要求。

（2）信号处理模块

如图2所示，信号处理由信号跟随电路、滤波电路、倍压整流电路、减法电路、放大电路、施密特触发电路、信号指示和监控信号发送电路组成，其原理图如图2所示。输入信号来自传感器的送出的工频交流电压信号，该信号经过信号跟随电路跟随并正向偏置后进行滤波，然后将交流信号倍压整流成直流信号，减法器减掉相邻线路间的干扰信号，放大器将信号进行必要的放大后送入施密特触发器，触发器根据输入信号的大小送出有电、无电两种信号到单片机。这是现有技术，在此就不作详细描述。

（3）单片机

本***采用凌阳SPE61A单片机作为检测和控制核心。SPCE061A是凌阳科技公司推出的又一个16位结构的微控制器。它设计有2个16位IO端口。该控制器可以在较宽的电源电压范围(2.6～5.5V)及***时钟频率范围(0.375～24.576MHz)内工作，除了数据总线增至16位从而提高了工作速度外，SPE61A16位单片机内集成了更多的******资源。其中有大容量ROM及静态RAM、红外通信接口、RS-232通用异步全双工串行接口、10位A/D及D/A转换、内置式带自动增益控制的扩音器输入通道、32768Hz实时时钟以及低电压复位/低电压监测***。另外，SPE61A中还嵌入了LCD控制驱动和双音多频信令(DTMF)发生器功能等。

SPE61A最大的特点就是内置7通道10位电压模/数转换器(ADC)和单通道声音模/数转换器，其中，声音模/数转换器输入通道内置麦克风放大器和自动增益控制(AGC)功能。这使得SPE61A具备了初步的语音播放和识别功能。

在本***中，SPE61A单片机主要监测和处理输入信号。在接收到来自信号处理模块的信号后单片机将相应的判断，并将处理结果发送到后续电路

（4）语音模块

语音提示信息处理由SPE61A自带的语音模块完成。本***中直接在该模块中外接功放电路和喇叭，语音提示信息通过外接喇叭发出。

（5）指示模块

指示模块由两只发光二极管组成，分别为红色和绿色，红色表示有电，绿色表示无电。由于SPE61A端口有足够的驱动能力，因此，本***中直接将发光二极管接入到单片机端口中。

（6）信号传送模块

本验电器不仅要把高压线是否带电状况在指示模块中显示出来，还要将该信号送往室内监控控制台中进行监控。如果将信号通过验电器装置发送到控制台就遇到一个共地线问题，要让控制台正确地识别验电器传送过来的信号就必须使控制台和验电器共一个地线，否则，会因传送线路过长不共地线而导致控制台识别信号出错。本装置的信号传送方式如图3所示，由控制台发送信号，验电器内部通过继电器开关来控制有电或无电线路的导通或断开，控制台接收由自己发送的经过继电器开关送来的两路信号，若有电线路送来高电平信号，则无电线路送来低电平，此时高压线有电;若无电线路送来高电平信号，则有电线路送来低电平，高压线无电，若两路线路都送来高电平信号或低电平信号则电路出错。

语音模块中的功放电路、指示模块中发光二极管和信号发送模块中控制电路都以检测地线作为地线，这样就可以完成对传感器传输线路的判断，避免传感器线路的断开而发出错误的指示信息。

另外，由于硬件都必须在室外工作，因此，整个硬件设备都被安装在以各特殊设计的防水金属外壳中。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种非接触式高压线验电器，其特征在于：包括电容式传感器、信号处理模块、单片机、指示模块、语音模块、信号传送模块和报警器；

信号处理模块，用于将接收到的电压信号转换为数字信号发送给单片机；

单片机，用于对接收到的数字信号进行处理，发送有电或无电状态指示信号给指示模块，发送语音信号给语音模块，发送报警信号给报警模块，发送传送信号给信号传送模块；

指示模块，用于通过发光二极管显示有电或无电状态；

语音模块，用于根据语音信号发出语音提示；

信号传送模块，用于将接收到的传送信号发送给控制台；

报警器，用于接收到报警信号后进行报警；

电容式传感器地线端的一条地线与指示模块地线端、语音模块信号地线端、传送模块地线端、报警器地线端相连。

2.根据权利要求1所述的一种非接触式高压线验电器，其特征在于：所述单片机为芯片SPE61A。