CN208805541U - 基于mems电场传感器的非接触式智能直流验电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于MEMS电场传感器的非接触式智能直流验电装置，包括MEMS电场传感器、信号处理模块、测距模块、控制器单元、显示模块和声光预警模块，通过MEMS电场传感器探头检测电场强度，测距模块检测与输电线的距离信息，根据距离与电场强度的对应关系以及各种电压等级标准范围内的电场信息进行匹配对比分析，智能地判断被测物体是否带电，以及电压值和带电极性，能够获取更多的检测信息，提高检测准确度，使得作业人员在地面也能够完成直流输电线验电，简化直流输电线验电操作，减小作业人员的工作负担，本实用新型结构简单，操作便捷，适于推广使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力设备领域，尤其涉及一种基于MEMS电场传感器的非接触式智能直流验电装置。
背景技术
随着电力电子器件、材料技术、微电子技术及制造工艺的发展，直流输电得到越来越多的应用。在远距离输送相同功率的情况下，直流输电相比于交流输电在线路建设成本和维护费用上的投资较低，在输送过程中的电能损耗更少，因此具有更大的优势。随着直流输电在电力工业中的应用越来越广，其输送的电能在电网中占的比例越来越大，关于直流输电的保护、监测及检测方面的问题也突显出来。
运行检修工作是掌握电网设备运行情况、及时发现和处理设备缺陷的重要手段。《国家电网公司电力安全工作规程(电力线路部分)》明确规定在部分停电的电气设备上工作前，要先验明带电设备是否带电运行，高电压等级的直流输电工程具有设备结构参数高和运行参数高两个基本特点。
同时，超/特高压直流输电线路还具有杆塔高、塔头尺寸大、绝缘子串长等特点，再加上高空作业的因素，设备周围的空间场强更高，对验电设备的抗干扰能力和可靠性相应地有更高的要求。如果仍然使用之前的验电设备进行验电，不但验电结果的准确性无法保证，也会极大地增加作业人员的劳动强度，甚至有可能使验电操作无法实现。
实用新型内容
本实用新型提供一种基于MEMS电场传感器的非接触式智能直流验电装置，以解决现有验电设备的抗干扰能力和可靠性不足导致验电准确性低的问题。
本实用新型提供的一种基于MEMS电场传感器的非接触式智能直流验电装置，包括：
MEMS电场传感器、信号处理模块、测距模块、控制器单元、显示模块和声光预警模块；
所述MEMS电场传感器与所述信号处理模块电连接，所述MEMS电场传感器包括相互电连接的MEMS电场感应探头和前端放大器；
所述信号处理模块、测距模块、显示模块和声光预警模块分别与所述控制器单元电连接；
所述信号处理模块包括I/V转化电路、放大电路和滤波电路。
在本实用新型的一个实施例中，所述MEMS电场感应探头包括电子锁式MEMS电场感应芯片或振动式MEMS电场感应芯片。
在本实用新型的一个实施例中，所述测距模块为激光测距仪。
在本实用新型的一个实施例中，所述显示模块为液晶显示器。
在本实用新型的一个实施例中，所述声光预警模块包括蜂鸣器和LED指示灯。
本实用新型提供的一种基于MEMS电场传感器的非接触式智能直流验电装置，包括MEMS电场传感器、信号处理模块、测距模块、控制器单元、显示模块和声光预警模块，通过MEMS电场传感器探头检测电场强度，测距模块检测与输电线的距离信息，根据距离与电场强度的对应关系以及各种电压等级标准范围内的电场信息进行匹配对比分析，智能地判断被测物体是否带电，以及电压值和带电极性，能够获取更多的检测信息，提高检测准确度，使得作业人员在地面也能够完成直流输电线验电，简化直流输电线验电操作，减小作业人员的工作负担，本实用新型结构简单，操作便捷，适于推广使用。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的基于MEMS电场传感器的非接触式智能直流验电装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的基于MEMS电场传感器的非接触式智能直流验电装置的工作流程图。
图中标号表示：
1-MEMS电场传感器，101-MEMS电场感应探头，102-前端放大器，2-信号处理模块，3-测距模块，4-控制器单元，5-显示模块，6-声光预警模块，601-蜂鸣器，602-LED指示灯，7-电源模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
MEMS(Microelectromechanical System，微型机电***)是指可以批量制作的、集微型结构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通讯和电源等于一体的微型器件或***，包括微机械加速度传感器、微机械角速度传感器、微型压力传感器、微型磁传感器、微型热传感器、微型气敏传感器、微型光传感器、微型生物传感器、微型化学传感器以及本实用新型实施例中的微型电场传感器。
参见图1，分别为本实用新型实施例提供的基于MEMS电场传感器的非接触式智能直流验电装置的结构示意图，该装置包括：
MEMS电场传感器1、信号处理模块2、测距模块3、控制器单元4、显示模块5和声光预警模块6。
所述MEMS电场传感器1与所述信号处理模块2电连接，MEMS电场传感器1用于检测被测带电物体所产生的空间电场信息，并将空间电场信息传输至信号处理模块2，所述MEMS电场传感器1包括相互电连接的MEMS电场感应探头101和前端放大器102，MEMS电场感应探头101将感应到的信号通过前端放大器102放大，提高信号强度，然后再传输至信号处理模块2，便于处理。MEMS电场传感器探头101基于电荷感应原理进行电场检测，其包括驱动电极、感应电极和屏蔽电极三部分。本实用新型实施例中，所述MEMS电场感应探头101还包括电子锁式MEMS电场感应芯片或振动式MEMS电场感应芯片。
所述信号处理模块2、测距模块3、显示模块5和声光预警模块6分别与所述控制器单元4电连接。
信号处理模块2用于对接收的空间电场信息进行分析处理得出电场强度值，该电场强度值即为验电值，信号处理模块2将该验电值传输至控制器单元4，所述信号处理模块2包括I/V转化电路、放大电路和滤波电路。
测距模块3用于测量本实用新型提供的装置与被测物体的距离，生成距离信息，并将该距离信息传输至控制器单元4。本实用新型实施例中，所述测距模块3为激光测距仪。
控制器单元4用于将接收到的验电值和距离信息与标准范围内的电场信息进行对比分析，标准范围内的电场信息是通过多次实验测得的在不同电压等级和不同距离下的电场信息绘制成的曲线。控制器单元4通过对比分析判断出被测物体的带电信息，带电信息包括是否带电、电压值以及正负极性。
控制器单元4将带电信息传输至显示模块5进行显示，供检测人员观看。本实用新型实施例中，所述显示模块5为液晶显示器。
同时，若带电信息中的电压值大于预设安全值，控制器单元4则控制声光预警模块6进行报警。所述声光预警模块6包括蜂鸣器601和LED指示灯602，通过蜂鸣器601发出报警音，LED指示灯602闪烁提示检测人员，并通过闪烁的频率反应被测物体的带电值大小，电压越大，其闪烁的频率越快。
本实用新型实施例还包括一电源模块7，用于为上述MEMS电场传感器1、信号处理模块2、测距模块3、控制器单元4、显示模块5和声光预警模块6供电。电源模块7包括可充电电池、充电口、***供电开关和工作指示灯。
参见图2，为本实用新型实施例提供的基于MEMS电场传感器的非接触式智能直流验电装置的工作流程图，包括：
S1：MEMS电场传感器检测被测带电物体所产生的空间电场信息。
S2：信号处理模块对检测的空间电场信息进行分析处理，将得到的电场强度作为验电值。
S3：测距模块测量验电装置与被测物体间的距离，生成距离信息。
S4：控制器单元将得到的验电值和距离信息与标准范围内的电场信息进行对比分析，判断出被测物体的带电信息。
S5：显示模块显示带电信息。
S6：控制器单元判断带电信息中的电压值是否大于预设安全值。
S7：若控制器单元判断带电信息中的电压值大于预设安全值，则控制声光预警模块发出安全预警。
综上所述，本实用新型提供的一种基于MEMS电场传感器的非接触式智能直流验电装置，通过MEMS电场传感器探头检测电场强度，测距模块检测与输电线的距离信息，根据距离与电场强度的对应关系以及各种电压等级标准范围内的电场信息进行匹配对比分析，智能地判断被测物体是否带电，以及电压值和带电极性，能够获取更多的检测信息，提高检测准确度，使得作业人员在地面也能够完成直流输电线验电，简化直流输电线验电操作，减小作业人员的工作负担，本实用新型结构简单，操作便捷，适于推广使用。
以上所述的本实用新型的具体实施方式并不构成对本实用新型保护范围的限定。
Claims (5)
1.一种基于MEMS电场传感器的非接触式智能直流验电装置，其特征在于，包括：
MEMS电场传感器(1)、信号处理模块(2)、测距模块(3)、控制器单元(4)、显示模块(5)和声光预警模块(6)；
所述MEMS电场传感器(1)与所述信号处理模块(2)电连接，所述MEMS电场传感器(1)包括相互电连接的MEMS电场感应探头(101)和前端放大器(102)；
所述信号处理模块(2)、测距模块(3)、显示模块(5)和声光预警模块(6)分别与所述控制器单元(4)电连接；
所述信号处理模块(2)包括I/V转化电路、放大电路和滤波电路。
2.根据权利要求1所述的基于MEMS电场传感器的非接触式智能直流验电装置，其特征在于，所述MEMS电场感应探头(101)包括电子锁式MEMS电场感应芯片或振动式MEMS电场感应芯片。
3.根据权利要求1所述的基于MEMS电场传感器的非接触式智能直流验电装置，其特征在于，所述测距模块(3)为激光测距仪。
4.根据权利要求1所述的基于MEMS电场传感器的非接触式智能直流验电装置，其特征在于，所述显示模块(5)为液晶显示器。
5.根据权利要求1所述的基于MEMS电场传感器的非接触式智能直流验电装置，其特征在于，所述声光预警模块(6)包括蜂鸣器(601)和LED指示灯(602)。
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| CN111610382A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-09-01 | 国网江苏省电力有限公司检修分公司 | 一种非接触式变压器套管空间电场监测装置 |
| CN111948445A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-17 | 南方电网数字电网研究院有限公司 | 功率测量电路、方法及装置 |
| CN112362940A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-02-12 | 广东电网有限责任公司 | 一种防触电装置、*** |
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