CN103926478B - 一种万能核相装置及其核相方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种相位差式万能核相装置以及该装置所采用的核相方法，本装置包括第一接线端子、公共端子、第二接线端子、过压保护电路、开关选择电路、波形变换电路、微处理器电路、第一接线端子带电指示灯、第二接线端子带电指示灯、同相指示灯、异相指示灯、电源指示灯、开关电路、充电电路和电池电路；本发明产生的有益效果是：通过利用相位差核对相位关系，不受电压高低限制具有通用性，且本装置操作简单、安全性高、通用性强，能有效地避免高压核相带来的安全隐患，从而保护了工作人员及设备的安全，提高了核相工作的安全性；通过使用本装置核相电路不会产生误判，同时具有验电功能。
Description
技术领域：
本发明属于电力设备的技术领域，涉及开关柜及高压带电体之间电压的相序关系的核相技术，更具体的说，本发明涉及一种相位差式万能核相装置以及该装置所采用的核相方法。
背景技术：
目前国内对于高压开关柜核相试验基本局限于传统电压差，通常认为A-A之间的电压差接近零，即相同电压，此时核相装置的发光管不亮；A-B、A-C之间的线电压电压差较大，核相装置的发光管发亮，该种测试方式对于两条线路电压基本相同的情况下可以较准确地核对出相位，同相时电压差最小，一般认为接近零值，异相时电压差值较大，但是当两条线路电压不同的情况下，即使同相时电压差值也比较大，采用电压差式核相无法判断出是同相还是异相，尤其在实际应用中，电容式传感器电容量不同耦合出的电压值不可能完全达到一致，所以传统的电压差对高压线路核相试验会存在严重的问题。
发明内容：
针对上述现有技术，本发明所要解决的技术问题是提供一种利用相位差式万能核相装置进而核对不同开关柜及高压带电体之间电压的相序关系，即使同相之间电压差较大，相位差应是相同的，即保证A相与A相对应，B相与B相对应、C相与C相对应,严禁不同相对应，因此可以解决上述问题，保障检修后电力***投运的安全。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种万能核相装置及其方法，用于核对不同开关柜及线路电压的相位关系，其特征在于，它包括：第一接线端子、公共端子、第二接线端子、过压保护电路、开关选择电路、波形变换电路、微处理器电路、第一接线端子带电指示灯、第二接线端子带电指示灯、同相指示灯、异相指示灯、电源指示灯、开关电路、充电电路和电池电路；所述的第一接线端子的输入端与一个高压设备相连接，用于采集该高压设备的电压及电压相位信号；所述的第二接线端子的输入端与另一个高压设备相连接，用于采集该高压设备的电压及电压相位信号；所述的公共端子的输入端与高压设备的公共端连接；第一接线端子、第二接线端子和公共端子的输出端分别与过压保护电路的输入端连接；所述的过压保护电路包括第一双向稳压二极管、第二双向稳压二极管、第一电容和第二电容，第一双向稳压二极管和第一电容并联在第一接线端子和公共端子之间，第二双向稳压二极管和第二电容并联在第二接线端子和公共端子之间；过压保护电路的输出端与开关选择电路的输入端连接，开关选择电路的输出端与波形变换电路的输入端连接，波形变换电路的输出端与微处理器电路的A/D端连接，第一接线端子带电指示灯、第二接线端子带电指示灯、同相指示灯、异相指示灯、电源指示灯和开关电路分别与微处理器电路的I/O口连接，充电电路的输出端与电池电路的输入端连接，电池电路的输出端与微处理器电路的电源端连接。
进一步，所述的开关选择电路包括第一电子开关、第二电子开关、第一电阻分压电路和第二电阻分压电路，其中第一电子开关和第一电阻分压电路串联，第二电子开关和第二电阻分压电路串联。
进一步，所述的波形转换电路包括与门电路、第一比较电路和第二比较电路，第一比较电路和第二比较电路将三相正弦电压波形信号转变为方波信号后输入到与门电路中，与门电路将两路方波信号相与。
进一步，所述的开关选择电路为电子开关。
进一步，所述的波形变换电路采用比较器和与非门电路。
进一步，所述的开关电路采用轻触按键。
进一步，所述的充电电路采用USB充电模块。
进一步，所述的第一接线端子带电指示灯、第二接线端子带电指示灯、同相指示灯、异相指示灯和电源指示灯均为发光二极管。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的万能核相装置采用的核相方法，其技术方案是：
所述的第一接线端子和第二接线端子的输入端通过外接导线与被测高压带电显示器核相孔连接，或与感应式电压传感器的输出端连接，另一端与核相装置连接，公共端子通过外接导线与两个高压设备的公共端或地面连接；两个电压相位信号经过波形变换电路中的比较器将正弦波转换为方波，与非门电路将两路方波信号相与后得到相位差信号，经过微处理器电路比较后，将指示信号发出到相应的指示灯；若对比后为同相，则同相指示灯亮，若异相，则异相指示灯亮；所述的三根外接导线长度均为1-10米之间。
进一步，核对相位关系时认为相位差值不大于10°，即0°-10°为同相，相位差值不小于30°为异相。
本发明产生的有益效果是：通过利用相位差核对相位关系，不受电压高低限制具有通用性，且本装置操作简单、安全性高、通用性强，能有效地避免高压核相带来的安全隐患，从而保护了工作人员及设备的安全，提高了核相工作的安全性；通过使用本装置核相电路不会产生误判，同时具有验电功能。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的过压保护电路的结构示意图；
图3为本发明的开关保护电路的结构示意图；
图4为本发明的波形变换电路的结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
为了解决在本说明书背景技术部分所述的目前公知技术存在的问题并克服其缺陷，实现核对不同开关柜及高压带电体之间电压的相序关系和验电的发明目的，本发明采取的技术方案为：
请参阅图1，一种万能核相装置，该装置包括第一接线端子1、公共端子2、第二接线端子3、过压保护电路4、开关选择电路5、波形变换电路6、微处理器电路7、第一接线端子带电指示灯8、第二接线端子带电指示灯9、同相指示灯10、异相指示灯11、电源指示灯12、开关电路13、充电电路14和电池电路15。
请参考图2，在过压保护电路中有两套相同的电路设置，可以看到第一双向稳压二极管4.1和第一电容4.2并联，第二双向稳压二极管4.3和第二电容并联，在第一并联结构的两端分别连有第一接线端子1和公共端子2，在第二并联结构的两端分别连有第二接线端子3和公共端子2；第一接线端子1的输入端与一个高压设备相连接，用于采集该高压设备的电压及电压相位信号，第二接线端子3与通过与另一个高压设备相连接，采集该高压设备的电压及电压相位信号，公共端子2通过连接两个被测高压设备的公共端（通常为接地），第一接线端子1、第二接线端子3和公共端子2将接收到的电压值和相位信号分别输入过压保护电路中，以防止核相装置因过压或超压而导致短路事故。
接线端子接收到的电压相位信号经过压保护电路4稳压处理后输出为J1和J2两个信号，并将信号输入到开关选择电路中。
请参考图3，开关选择电路5的输入端分别输入J1和J2两个电压相位信号，分别经过第一电阻分压电路5.3和第二电阻分压电路5.4降压后将信号输出到第一电子开关5.1和第二电子开关5.2处，电子开关用来控制本装置的启动，具体采用CD4051或CD4052型号芯片，开关选择电路的输出端与J1和J2对应输出J3和J4两个信号。
请参考图4，开关选择电路5与波形变换电路6的输入端连接，J3和J4信号分别输入到波形转换电路6中的第一比较电路6.2和第二比较电路6.3中，比较电路中使用LM358型号芯片，将三相正弦电压波形信号转变为方波信号，两路输出的方波信号输入到与门电路6.1，与门电路6.1将两路方波信号相与后得到相位差信号J5。
所述的与门电路6.1使用74HC08型号芯片。
波形变换电路6的输出端与微处理器电路7的A/D端连接，相位差信号J5输入到微处理器进行识别判定。
第一接线端子带电指示灯8、第二接线端子带电指示灯9、同相指示灯10、异相指示灯11、电源指示灯12和开关电路13分别与微处理器电路7的I/O口连接，若第一接线端子1接入带电核相孔，则第一接线端子带电指示灯8亮；若第二接线端子3接入带电核相孔，则第二接线端子带电指示灯9亮，因此该装置具有验电功能；若第一接线端子1和第二接线端子3两路电压信号相位差信号J5经微处理器判断后小于10°，则同相指示灯10亮；若第一接线端子1和第二接线端子3两路电压信号相位差大于30°，则异相指示灯11亮；当开关电路13打开，则电源指示灯12亮，当开关电路13闭合，则电源指示灯12灭。
在开关电路13中使用轻触按键作为开关主体。
微处理器采用PIC系列或AVR系列或430系列或51系列单片机。
充电电路14的输出端与电池电路15的输入端连接，充电电路14的中采用USB充电模块，充电灵活。
电池电路15的输出端与微处理器电路7的电源端连接。电池电路15中通过采用3.6V可充电锂电池对整个装置进行供电。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种万能核相装置，用于核对不同开关柜及线路电压的相位关系，其特征在于，它包括：第一接线端子（1）、公共端子（2）、第二接线端子（3）、过压保护电路（4）、开关选择电路（5）、波形变换电路（6）、微处理器电路（7）、第一接线端子带电指示灯（8）、第二接线端子带电指示灯（9）、同相指示灯（10）、异相指示灯（11）、电源指示灯（12）、开关电路（13）、充电电路（14）和电池电路（15）；所述的第一接线端子（1）的输入端与一个高压设备相连接，用于采集该高压设备的电压及电压相位信号；所述的第二接线端子（3）的输入端与另一个高压设备相连接，用于采集该高压设备的电压及电压相位信号；所述的公共端子（2）的输入端与高压设备的公共端连接；第一接线端子（1）、第二接线端子（3）和公共端子（2）的输出端分别与过压保护电路（4）的输入端连接；所述的过压保护电路（4）包括第一双向稳压二极管（4.1）、第二双向稳压二极管（4.3）、第一电容（4.2）和第二电容（4.4），第一双向稳压二极管（4.1）和第一电容（4.2）并联在第一接线端子（1）和公共端子（2）之间，第二双向稳压二极管（4.3）和第二电容（4.4）并联在第二接线端子（3）和公共端子（2）之间；过压保护电路（4）的输出端与开关选择电路（5）的输入端连接，开关选择电路（5）的输出端与波形变换电路（6）的输入端连接，波形变换电路（6）的输出端与微处理器电路（7）的A/D端连接，第一接线端子带电指示灯（8）、第二接线端子带电指示灯（9）、同相指示灯（10）、异相指示灯（11）、电源指示灯（12）和开关电路（13）分别与微处理器电路（7）的I/O口连接，充电电路（14）的输出端与电池电路（15）的输入端连接，电池电路（15）的输出端与微处理器电路（7）的电源端连接。
2.根据权利要求1所述的一种万能核相装置，其特征在于：所述的开关选择电路（5）包括第一电子开关（5.1）、第二电子开关（5.2）、第一电阻分压电路（5.3）和第二电阻分压电路（5.4），其中第一电子开关（5.1）和第一电阻分压电路（5.3）串联，第二电子开关（5.2）和第二电阻分压电路（5.4）串联。
3.根据权利要求1所述的一种万能核相装置，其特征在于：所述的波形转换电路（6）包括与门电路（6.1）、第一比较电路（6.2）和第二比较电路（6.3），第一比较电路（6.2）和第二比较电路（6.3）将三相正弦电压波形信号转变为方波信号后输入到与门电路（6.1）中，与门电路（6.1）将两路方波信号相与。
4.根据权利要求1所述的一种万能核相装置，其特征在于：所述的开关选择电路（5）为电子开关。
5.根据权利要求1所述的一种万能核相装置，其特征在于：所述的波形变换电路（6）采用比较器和与门电路。
6.根据权利要求1所述的一种万能核相装置，其特征在于：所述的开关电路（13）采用轻触按键。
7.根据权利要求1所述的一种万能核相装置，其特征在于：所述的充电电路（14）采用USB充电。
8.根据权利要求1所述的一种万能核相装置，其特征在于：所述的第一接线端子带电指示灯（8）、第二接线端子带电指示灯（9）、同相指示灯（10）、异相指示灯（11）和电源指示灯（12）均为发光二极管。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种万能核相装置采用的核相方法，其特征在于：所述的第一接线端子（1）和第二接线端子（3）的输入端通过外接导线与被测高压带电显示器核相孔连接，或与感应式电压传感器的输出端连接，另一端与核相装置连接，公共端子（2）通过外接导线与两个高压设备的公共端或地面连接；两个电压相位信号经过波形变换电路（6）中的比较器将正弦波转换为方波，与非门电路将两路方波信号相与后得到相位差信号，经过微处理器电路（7）比较后，将指示信号发出到相应的指示灯；若对比后为同相，则同相指示灯（10）亮，若异相，则异相指示灯（11）亮；三根外接导线长度均为1-10米之间。
10.根据权利要求9所述核相方法，其特征在于：核对相位关系时认为相位差值不大于10°，即0°-10°为同相，相位差值不小于30°为异相。
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