專利名稱：高壓驗(yàn)電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高壓驗(yàn)電器。
目前由上海電力表計(jì)廠生產(chǎn)的500KV超高壓聲光驗(yàn)電器，是應(yīng)用電子技術(shù)，主要存在的問題有(1)對(duì)高壓電場(chǎng)的抗干擾能力較差，其原因是因驗(yàn)電器上高壓信號(hào)取樣、報(bào)警指示是一體，并且均處在高電位端，使用時(shí)往往未經(jīng)接觸驗(yàn)電設(shè)備就會(huì)發(fā)出聲、光報(bào)警；(2)專用性強(qiáng)，一個(gè)電壓等級(jí)必須配備與之相應(yīng)的驗(yàn)電器；(3)只能作定性判別，不能作直接測(cè)量工具。另外，對(duì)高壓設(shè)備來說，由于平行線路、相間電容及斷口電容的存在，往往在開斷后的電氣設(shè)備上其殘余電壓仍可達(dá)到相當(dāng)高的數(shù)值，使驗(yàn)電器發(fā)出報(bào)警，從而給安全分析帶來困難，影響操作進(jìn)程及安全措施的擬定。
本實(shí)用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而提供一種可排除高壓電場(chǎng)干擾，作宏觀測(cè)量工具和具有通用性的高壓驗(yàn)電器。
本實(shí)用新型是依賴微弱的漏電流經(jīng)整流，儲(chǔ)能后將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榧t外光脈沖信號(hào)，在規(guī)定的空間、距離內(nèi)傳至低電位接受端，并把光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)，實(shí)現(xiàn)聲、光報(bào)警及測(cè)量；其目的可以通過以下技術(shù)方案來達(dá)到高壓變換器與指示報(bào)警器之間連接有耐高壓的絕緣管，指示報(bào)警器的另一端接有電池倉。
高壓變換器為高壓絕緣殼體，其內(nèi)布有由4支高壓硅堆(GL1－GL4)組成橋式整流電路，電路一個(gè)對(duì)角點(diǎn)(b，d)分另與被測(cè)設(shè)備相接觸的鉤體1(u)、絕緣管4(Z)聯(lián)接與地形成回路；在另一個(gè)對(duì)角點(diǎn)(a，c)間聯(lián)接電容C10、C20與發(fā)光管HG及其限流電阻R20、限幅二極管D10、D20；在C10與C20間電路上留有電壓擊穿間隙G；在變換器上有HG的發(fā)射中心孔，此孔與管4對(duì)中連通。
指示報(bào)警器也為絕緣殼體，從接受端電源起，電路上依序布有前置放大器IC1(MC1558)、脈沖定時(shí)回路IC2(NE555H)和報(bào)警電壓定值電路IC3(NE555H)，在IC1輸入端接有光電兩極管Du；在IC1輸出與IC2輸入端之間有耦合電容C1、電阻R1；IC2上有供定時(shí)用的電位器DW1，電阻R2、電容C2和由電阻R4、二極管D1、電阻R5、電容C3、C4組成的濾波網(wǎng)絡(luò)。其負(fù)載有指示電壓表V和閃光指示燈LED，同時(shí)該電壓再次經(jīng)由二極管D2、電阻R6、電容C5濾波處理后與IC3的輸入端聯(lián)接；在IC3的輸出端上接有報(bào)警回路IC4(HABR)，IC4輸出端接有揚(yáng)聲器FM；在指示報(bào)警器操作面板上還有按鈕22和電源開關(guān)28。
上述可采用玻璃絲環(huán)氧樹脂制作的絕緣管4，在握手處制有一體的握手限位環(huán)5。也可由有機(jī)玻璃柱、筒制作變換器及其高壓絕緣殼體，在柱體軸向上加工裝有4支高壓硅堆的孔(12，18)，每孔置2支，2支之間用螺栓17聯(lián)接，柱體端部有硅堆連體構(gòu)成橋式整流電路；柱體軸線上開有相隔窗孔(13，14)，孔13里可置高壓電容C10，孔14里可置HG、R20、C20、D10和D20元件組成的印刷電路板；柱體上有與管4連通的HG發(fā)射孔15。有機(jī)玻璃柱上有用于安裝電壓可調(diào)擊穿間隙G的螺孔16，且柱體上可套有深色有機(jī)玻璃整體護(hù)套19。指示報(bào)警器8也可由有機(jī)玻璃制成絕緣盒體，盒體兩端有與絕緣管4、電池倉9聯(lián)接的螺紋端(21，23)，盒體面板為操作、顯示面板盤。上有必要的電源開關(guān)28，閃光指示燈27，電壓指示表26，報(bào)警揚(yáng)聲器24，旋紐25。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比主要優(yōu)點(diǎn)在(1)抗干擾性能強(qiáng)。由于采用紅外光傳輸信號(hào)，從而克服了高壓電場(chǎng)的干擾，實(shí)現(xiàn)了接觸驗(yàn)電。
(2)具有通用性。只要配備足夠的絕緣桿(滿足安全距離)就可適用于6.0－500KV甚至更高電壓等級(jí)的需要。
(3)能測(cè)量被驗(yàn)電設(shè)備所帶電壓的數(shù)值，給安全分析提供數(shù)值依據(jù)，這是目前其他驗(yàn)電器所不具備的。
(4)本驗(yàn)電器結(jié)構(gòu)精巧，安全可靠，操作簡(jiǎn)便。


圖1是本實(shí)用新型外形結(jié)構(gòu)示圖；圖2、3是圖1上高壓變換器4殼體剖面圖及俯視圖；圖4是圖1上高壓變換器4的電路圖；圖5、7是圖1上指示報(bào)警器8的操作，顯示面板盤及內(nèi)部電子電路圖；圖6是圖5的俯視以下結(jié)合附圖將對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
目前，高壓電子聲、光驗(yàn)電器高壓信號(hào)取樣、報(bào)警指示是一體的，并且均處于高電位端這是易受高壓電場(chǎng)干擾的主要原因。而本驗(yàn)電器高壓變換器與指示報(bào)警器8是分開的，并且高壓變換器2雖處于高壓端，但它是由無源器件組成，信號(hào)是紅外光經(jīng)空腹絕緣管4傳輸至地電位端的指示報(bào)警器。發(fā)射、接收之間無電的直接聯(lián)系，僅此就大大地提高了對(duì)高壓電場(chǎng)的抗干擾能力。本驗(yàn)電器構(gòu)件4是由四節(jié)(2×1.5M＋2×1.0M)空腹管制作的絕緣桿，既是紅外線傳輸通道，又是絕緣支持物，它們不同的組合以滿足不同電壓等級(jí)安全距離的要求。
高壓變換器2為高壓絕緣殼體，其里布有由4支高壓硅堆(GL1－GL4)組成橋式整流電路，電路上一個(gè)對(duì)角點(diǎn)(b，d)分別與被測(cè)設(shè)備接觸的鉤體1(u)、絕緣管4(Z)聯(lián)接與地形成回路；在電路上另一個(gè)對(duì)角點(diǎn)間聯(lián)接電容C10、C、紅外發(fā)光管HG限流電阻R20、限幅二極管D10、D20；在C10與C20之間電路上留有放電間隙G的電極；在變換器2上有HG的發(fā)射中心孔15，此孔與管4對(duì)中連通，如圖2、4所示。
指示報(bào)警器8也為絕緣盒體，在盒體里從接受端依序布有前置放大器IC1(MC1558)、脈沖定時(shí)、閃光、電壓指示電路IC2(NE555H)、報(bào)警電壓定值電路，IC3(NE555H)及聲響電路IC4(HABR)。在IC1輸入端有接收光電兩極管Du；在IC1輸出與IC2輸入端之間有耦合電容C1、電阻R1在IC2上接有定時(shí)電容C、電阻R2及脈寬調(diào)整電位器DW(25)。其輸出除接有閃光燈LED(27)及電阻R3之外，經(jīng)由電阻R4、二極管D1，電容C3、C4及R5組成的濾波網(wǎng)絡(luò)后接到電壓表V(26)作為測(cè)量電壓的讀值指示，同時(shí)再次經(jīng)D2、R6及C5濾波后，輸入報(bào)警電壓定值電路IC3、R7及按鈕AN(22)是該電路試驗(yàn)檢查所必須的。電阻R8是報(bào)警電壓的定值電阻。該電路的輸出負(fù)載即為“語音”報(bào)警專用電路IC4及揚(yáng)聲器FN(24)。整個(gè)電路中，電源開關(guān)28，電路試驗(yàn)檢查按紐AN(22)，閃光指示燈LED(27)，被試設(shè)備電壓示值表V(26)；脈寬調(diào)整電位器25，及報(bào)警音響揚(yáng)聲器FN(24)都裝在指示報(bào)警器的面板顯示盤上。
上述絕緣管4是采用玻璃絲環(huán)氧樹脂制作的，在握手處制有一絕緣體的握手限位凸環(huán)(5，6)，它是為保證安全距離而設(shè)置的，一般設(shè)在末節(jié)上。高壓變換器2內(nèi)含信號(hào)發(fā)射裝置，整個(gè)裝置的全部元件裝在經(jīng)機(jī)加工的有機(jī)玻璃圓柱中，在柱體軸向上加工通孔(12，28)，每孔置2支高壓硅堆，2支之間用螺栓17聯(lián)接，柱體端有硅堆連接導(dǎo)體(片)構(gòu)成橋式整流電路，柱體一端有連接與高壓設(shè)備導(dǎo)體相接觸的鉤體的螺紋孔11，另一端有與管4連通的HG發(fā)射中心孔15；通過柱體軸線有相隔窗孔(13，14)，孔13里可置高壓電容C10，孔14里可置HG、R20、C20、D10和D20元件組成的印刷電路板；柱體上有中間螺孔16，由孔兩端裝2個(gè)螺栓，其中一螺栓固定，通過調(diào)節(jié)另一螺栓來改變間隙G的擊穿電壓值；另外，柱體上還有接線螺絲孔和埋線槽；圓柱體上可套深色有機(jī)玻璃護(hù)套19，柱端上還有安裝螺孔20，如圖2、3、4所示。
信號(hào)接收、報(bào)警的電路如圖7所示，裝在如圖5所示的指示報(bào)警器8里，它也是有機(jī)玻璃制成的絕緣盒體，其兩端有與絕緣管4、電池倉9螺紋聯(lián)接端(21，23)，盒里裝有圖7的各電路集成塊，盒體正面是操作顯示面板(22，24～28)。圖1上10是電池倉9的端蓋，3和7是連接端。
本驗(yàn)電器是利用絕緣桿及人體的對(duì)地等值阻抗Z中的微弱漏流I經(jīng)高壓硅堆1－4GL整流，并在電容C10上儲(chǔ)能，當(dāng)C10上電壓上升到間隙G的擊穿電壓時(shí)，電容C10瞬間放電，紅外發(fā)光管HG發(fā)出脈沖紅外光信號(hào)并且周期性地射向接收端。限流電阻R20限幅兩極管D10、D20，電容C20(C10)，都是保護(hù)HG不至因峰值電流過大而損壞設(shè)置的。
間隙G放電的周期T，不僅與其間隙的距離有關(guān)，而且與被驗(yàn)電設(shè)備的電壓有關(guān)，通常間隙的放電電壓是事先調(diào)整好了的，因此，放電的周期只和被驗(yàn)電設(shè)備的電壓有關(guān)。
(三)信號(hào)接收及指示、報(bào)警裝置由高壓變換裝置發(fā)出的紅外光脈沖序列經(jīng)傳輸通道，射到接收器紅外光接收二極管Du(見附圖7)上形成電信號(hào)，經(jīng)IC1前置放大后，其輸出輸?shù)接蒊C2組成的脈寬定時(shí)回路上，脈沖寬度根據(jù)需要由DW1調(diào)整。該單元的目的是將尖脈沖序列轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢▽挾鹊姆讲ㄐ盘?hào)，其輸出除了驅(qū)動(dòng)閃光指示燈LED外，經(jīng)R4、D1、D5、C3、C4組成的濾波網(wǎng)絡(luò)后加到電壓指示表V上。同時(shí)該電壓再次經(jīng)DC2、R6、C5濾波處理后，加到IC3的輸入端，當(dāng)被驗(yàn)電設(shè)備的電壓大于30％(暫定)時(shí)驅(qū)動(dòng)IC4“語言”報(bào)警回路發(fā)出聲響報(bào)警，如低于30％該回路不啟動(dòng)(可認(rèn)為是殘余電壓，可以掛接地線或進(jìn)行下步操作)，該接收裝置中大量采用集成電路目的是便于屏蔽抗干擾提高可靠性和測(cè)量準(zhǔn)確度。
在這里需特別指出的是電壓表為什么能指示被試物所帶電壓的值？事實(shí)上，因發(fā)射的脈沖周期當(dāng)間隙G的放電電壓一定時(shí)，只和被驗(yàn)電設(shè)備的電壓值有關(guān)，電壓越高期周期越短(頻率越高)，而脈寬定時(shí)回路它產(chǎn)生方波的周期是與發(fā)射脈沖一致的，但其寬度是相對(duì)固定的，當(dāng)周期等于脈寬(可調(diào)整)時(shí)電壓表具有最大指示值(平均值最大)，好在我們?cè)谑褂抿?yàn)電器時(shí)，按電業(yè)安全工作規(guī)程規(guī)定必須首先將驗(yàn)電器在正常帶電設(shè)備上進(jìn)行校驗(yàn)核定，證明驗(yàn)電器好使后，才能去對(duì)被試設(shè)備驗(yàn)電。因此只要在試驗(yàn)時(shí)先使其與正常帶電設(shè)備接觸，然后調(diào)整脈寬旋鈕，使電壓表V(26)指示恰為最大值，然后，再將驗(yàn)電器移到被檢驗(yàn)設(shè)備上，此時(shí)如果指示值低于最大值30％，可證明該設(shè)備已停電，相反指示仍然為原最大值100％，表明設(shè)備正常帶電，如果指示大于30％，小于100％，則須進(jìn)一步作安全分析，電壓表的指示規(guī)律并非線性，但仍有規(guī)律可循。因此它作為安全指示是完全可行的。
權(quán)利要求1.一種高壓驗(yàn)電器，由高壓變換器、指示報(bào)警器和高壓絕緣桿(管)組成，其特征高壓絕緣管4，連于高壓變換器2與指示報(bào)警器8之間，指示、報(bào)警器8的另一端接有電池倉9；(1)高壓變換器2為絕緣殼體，其里布有由4支高壓硅堆(GL1～GL4)組成橋式整流電路；一個(gè)對(duì)角點(diǎn)(b,d)分別與鉤體(U)、絕緣管4(z)與地形成回路；在另一個(gè)對(duì)角點(diǎn)(a，c)間聯(lián)接電容C10，經(jīng)間隙G后接有、發(fā)光二極管HG及其限流電阻R20、限幅二極管D10、D20；在變換器2里有HG的發(fā)射中心孔15，整體構(gòu)成一無源器件組成的高壓信號(hào)光脈沖發(fā)射裝置。(2)指示報(bào)警器8也為絕緣盒體，從接受端依序布有接收光電二極管Du，前置放大器IC1(NC1558)、脈沖定時(shí)電路IC2(NE555H)報(bào)警電壓定值電路IC3(NE555H)、語音報(bào)警電路IC4(HABR)和揚(yáng)聲器FN(24)，其中電源開關(guān)28，試驗(yàn)按紐22，閃光指示燈LED(27)，電壓指示表26，脈寬調(diào)整旋鈕25，揚(yáng)聲器24，布置在面板上，整體構(gòu)成具有調(diào)整、試驗(yàn)、讀值、聲、光、顯示一體的指示報(bào)警裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓驗(yàn)電器，其特征可采用玻璃絲環(huán)氧樹脂制作的絕緣管4，在握手處制有一體的握手限位環(huán)5。
3.如權(quán)利要求1所述的高壓驗(yàn)電器，其特征可由有機(jī)玻璃圓柱制作高壓變換器的絕緣殼體，在圓柱體軸向上加工孔(12，18)，每孔置2支，高壓硅堆2支，之間用螺栓17聯(lián)接，圓柱體端部有硅堆連體構(gòu)成橋式整流電路；通過柱體軸線有相隔窗孔(13，14)，孔13里可置高壓電容C10，孔14里可置HG、R20、C20、D10和D20元件組成的印刷電路板，柱體上有與管4連通的射孔15，紅外發(fā)光管就置于該孔內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的高壓驗(yàn)電器，其特征有機(jī)玻璃棒上裝有用于安裝可調(diào)的電壓擊穿間隙G的螺孔16，且棒體上套有深色有機(jī)玻璃整體護(hù)套19。
5.如權(quán)利要求1所述的高壓驗(yàn)電器，其特征報(bào)警器8可由有機(jī)玻璃制成絕緣盒體，盒體兩端有與絕緣管4、電池倉9的螺紋聯(lián)接端(21，23)，盒體上有操作、顯示面板(22，24～28)。
專利摘要一種高壓驗(yàn)電器，由高壓變換器，指示報(bào)警器和高壓絕緣桿(管)組成，由于其高壓變換部分精巧的結(jié)構(gòu)并應(yīng)用由無源器件組成的光脈沖發(fā)射和傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高低壓之間的光電隔離，從而使抗高壓電場(chǎng)的干擾性能有了根本的改善，同時(shí)該驗(yàn)電器除了具有常規(guī)驗(yàn)電器的功能之外又增加了測(cè)量被試設(shè)備電壓的功能，可對(duì)安全分析提供數(shù)值依據(jù)。在指示報(bào)警電路(地電位端)中全部采用集成電路，使得驗(yàn)電器的穩(wěn)定性、通用性、可靠性得到了改善。
文檔編號(hào)G01R19/00GK2135155SQ9223147
公開日1993年6月2日 申請(qǐng)日期1992年8月21日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月21日
發(fā)明者成茂清 申請(qǐng)人:大慶市電機(jī)工程學(xué)會(huì)