有源無源雙模感應(yīng)高壓帶電顯示裝置及其實現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種有源無源雙模感應(yīng)高壓帶電顯示裝置及實現(xiàn)方法，該裝置包括非接觸式高壓帶電傳感器；所述非接觸式高壓帶電傳感器的輸出端依次經(jīng)整流橋、貯能電路與一觸發(fā)電路連接；所述觸發(fā)電路輸出端經(jīng)一分配電路一路連接到無源通道，另一路連接到有源通道；所述無源通道包括第一LED燈和第一光耦；所述第一LED燈的正極與所述分配電路的第一輸出端連接；所述第一LED燈的負極與所述第一光耦的正輸入端連接；所述光耦的負輸入端接所述整流橋的負端；所述有源通道內(nèi)，所述分配電路的第二輸出端輸出的信號經(jīng)第二光耦，并整形后送入CPU處理器進行處理、輸出顯示。
【專利說明】有源無源雙模感應(yīng)高壓帶電顯示裝置及其實現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高電壓帶電顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種有源無源雙模感應(yīng)高壓帶電顯示裝置及其實現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓帶電顯示器由于其對保證操作及檢修人員安全所起到的重要作用，成為了高壓設(shè)備實現(xiàn)本質(zhì)安全的重要組成部分。高壓帶電顯示裝置目前市場上主要有兩種類型，一種是接觸式，另一種是非接觸式。
[0003]接觸式帶電顯示裝置，其高壓傳感器直接與高壓端連接，優(yōu)點是帶電顯示無需外加工作電源，利用電容分壓直接驅(qū)動發(fā)光元件進行顯示，但其重大弊端是傳感器與高壓直接連接，高壓電容由于各種原因存在擊穿危險，有較嚴重安全隱患，目前國網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)要求更換成非接觸式。
[0004]非接觸式帶電顯示裝置，其工作原理是利用高壓電場效應(yīng)原理，無需直接接觸檢測高壓設(shè)備是否帶電，其主要優(yōu)點是傳感器不與帶電導(dǎo)體接觸，從根本上解決了傳感器因直接接觸而帶來的安全隱患；但目前市場上提供的此類產(chǎn)品，其工作時必須要有外加工作電源，而當(dāng)外加電源缺失時，就無法正常工作并指示高壓設(shè)備是否帶電，容易誤導(dǎo)操作或檢修人員認為設(shè)備不帶電，也無法提供防誤閉鎖。此重大缺陷大大制約了非接觸式帶電顯示器的應(yīng)用范圍。
[0005]此外，當(dāng)前市 場上高壓帶電顯示裝置只能安裝于距離裸露帶電導(dǎo)體空氣絕緣一定距離位置處，在配網(wǎng)中對諸如配電環(huán)網(wǎng)柜等結(jié)構(gòu)緊湊、安裝空間極其有限的設(shè)備，存在感應(yīng)頭部分安裝困難的問題。SM、RM型環(huán)網(wǎng)柜線路側(cè)接地刀閘操作前完全靠線路側(cè)高壓帶電顯示裝置進行間接驗電，而目前只裝有一套高壓帶電顯示裝置，不符合國網(wǎng)《安規(guī)》中間接驗電需要采用“二元法”的要求。有必要在戶外環(huán)網(wǎng)柜線路側(cè)安裝第二套高壓帶電顯示裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種有源無源雙模感應(yīng)高壓帶電顯示裝置，即能保證安全消除安全隱患，又能進行無需外加工作電源即能可靠帶電指示的新型非接觸式高壓帶電顯示
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[0007]本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn):一種有源無源雙模感應(yīng)高壓帶電顯示裝置，其特征在于:包括非接觸式高壓帶電傳感器；所述非接觸式高壓帶電傳感器的輸出端依次經(jīng)整流橋、貯能電路與一觸發(fā)電路連接；所述觸發(fā)電路輸出端經(jīng)一分配電路一路連接到無源通道，另一路連接到有源通道；所述無源通道包括第一 LED燈和第一光耦；所述第一 LED燈的正極與所述分配電路的第一輸出端連接；所述第一 LED燈的負極與所述第一光耦的正輸入端連接；所述光耦的負輸入端接所述整流橋的負端；所述有源通道內(nèi)，所述分配電路的第二輸出端輸出的信號經(jīng)第二光耦，并整形后送入CPU處理器進行處理、輸出顯示。
[0008]在本發(fā)明一實施例中，所述的貯能電路包括電容Cl、電阻Rl和電容C2 ;所述電容Cl的正極、所述電阻Rl的一端與所述整流橋的正端連接；所述電容C1、C2的負極與所述整流橋的負端連接；所述電容C2的正極與所述電阻R2的另一端連接。
[0009]在本發(fā)明一實施例中，所述觸發(fā)電路由觸發(fā)二極管D5和晶體管Ql級聯(lián)構(gòu)成；所述觸發(fā)二極管D5的正端與所述電容C2的正極連接；所述觸發(fā)二極管D5的負端與所述晶體管Ql的基極連接；所述晶體管Ql的集電極與所述電阻Rl的一端連接。
[0010]在本發(fā)明一實施例中，所述的分配電路是一繼電器J2，所述繼電器J2由所述CPU處理器；所述繼電器J2的中間接點與所述晶體管Ql的射極連接；所述繼電器J2的常閉觸點與所述第一 LED燈的正極連接；常開觸點作為所述有源通道的接入點。
[0011]在本發(fā)明一實施例中，所述的有源通道包括第二光耦、電阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、電容C3、C4、比較器Ul、CPU處理器、第二 LED燈、繼電器J1、晶體管Q2、二極管D7以及電源接入點Wl ;所述第二光耦的正輸入端與所述繼電器J2的常開觸點連接，負輸入端與所述整流橋的負端連接，正輸出端與電容C3的一端、比較器Ul的正輸入端、電阻R2的一端連接，負輸出端、電容C3的另一端、電阻R4的一端、晶體管Q2的射極繼電器J2的負端、電容C4的負極均接電源的零點；所述電阻R2的另一端與電阻R3的一端、電阻R5的一端、電阻R6的一端、電阻R8的一端、繼電器Jl的正極、電容C4的正極以及二極管D7的負極連接；所述電阻R3的另一端與電阻R4的另一端與所述比較器Ul的負輸入端連接；所述比較器Ul的輸出端與所述電阻R5的另一端、CPU處理器的輸入端Il連接；所述CPU處理器的第一輸出端ol經(jīng)第二 LED燈、電阻R6與所述繼電器Jl的正極連接；所述繼電器Jl的負極與晶體管Q2的集電極連接；所述CPU處理器的第二輸出端o2經(jīng)電阻R7與所述晶體管Q2的基極連接；所述電阻R8的另一端與所述繼電器J2的正極連接；所述二極管D7的正極與所述電源接入點Wl連接。
[0012]本發(fā)明另一目的是提供一種有源無源雙模感應(yīng)高壓帶電顯示的實現(xiàn)方法，該方法包括以下步驟:
步驟SOl:利用高壓電場在導(dǎo)體表面存在遷移電流的效應(yīng)原理，做成非接觸式高壓帶電傳感器；
步驟S02:將所述非接觸式高壓帶電傳感器接收到的反映電壓存在與否的信號，通過忙能電路忙能，使之達到能驅(qū)動LED顯示的能量；
步驟S03:在所述貯能電路貯存有的能量達到驅(qū)動LED顯示器的能量時，通過觸發(fā)電路的輸出經(jīng)分配電路分別進入有源通道和無源通道；在無源工作通道，把釋放的能量直接驅(qū)動LED顯示，同時通過光耦輸出五防脈沖信號；在有源工作通道，釋放的能量通過光電隔離并整形后送入CPU處理器進行處理；并輸出顯示。
[0013]本發(fā)明為克服當(dāng)前配網(wǎng)高壓帶電顯示器存在帶有安全隱患、且工作電源不可靠的弊端，實現(xiàn)研制一種即能保證安全消除安全隱患，又能進行無需外加工作電源即能可靠帶電指示的新型非接觸式高壓帶電顯示器。其科技依據(jù)是在高壓電場中，接地極的曲率半徑較小的導(dǎo)體表面，存在有微弱的“遷移電流”。在保證絕緣安全的條件下，將導(dǎo)體靠近高壓端以取得較大信號，此信號經(jīng)貯能、觸發(fā)電路作用下，將驅(qū)動LED進行帶電顯示。同時能夠提供一定頻率的脈沖式導(dǎo)通信號，可供微機五防電腦鑰匙識別。此外，本發(fā)明采用安裝于電纜頭三相分支絕緣層處的非接觸感應(yīng)器，以解決配網(wǎng)環(huán)網(wǎng)柜安裝困難的問題，為環(huán)網(wǎng)柜增加一套線路高壓帶電顯示裝置創(chuàng)造條件?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明電路原理框圖。
[0015]圖2是本發(fā)明電路連接示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0017]如圖1所示，本實施例提供一種有源無源雙模感應(yīng)高壓帶電顯示裝置，其特征在于:包括非接觸式高壓帶電傳感器；所述非接觸式高壓帶電傳感器的輸出端依次經(jīng)整流橋、貯能電路與一觸發(fā)電路連接；所述觸發(fā)電路輸出端經(jīng)一分配電路一路連接到無源通道，另一路連接到有源通道；所述無源通道包括第一 LED燈和第一光耦；所述第一 LED燈的正極與所述分配電路的第一輸出端連接；所述第一 LED燈的負極與所述第一光耦的正輸入端連接；所述光耦的負輸入端接所述整流橋的負端；所述有源通道內(nèi)，所述分配電路的第二輸出端輸出的信號經(jīng)第二光耦，并整形后送入CPU處理器進行處理、輸出顯示。
[0018]具體的，請參見圖2，該顯示裝置包括橋式整流電路、觸發(fā)二極管D5和晶體管Q1，Q2 ;轉(zhuǎn)換繼電器J2，閉鎖繼電器Jl，光藕合器BI，B2，發(fā)光二極管DSl，DS2 ;電容C3，C4，二極管D7，電阻町，1?2，1?3，1?4，1?5，1?6，1?7，1?8，電源插座Wl。所述橋式整流電路的輸入端連接電壓感應(yīng)器，橋式整流電路的直流輸出正端分別連接有電容Cl的第一端、電阻Rl的第一端和三級管Ql的集電極，，電容Cl的第二端與橋式整流電路的負極連接，電阻Rl的第二端分別與電容C2的第一端和觸發(fā)二極管D5的一極連接，觸發(fā)二極管D5的另一極與晶體管Ql的基極連接，Ql的發(fā)射極連接繼電器J2的中間接點J20，J2的常閉接點J21與發(fā)光二極管DSl的正極連接，DSl負極和光藕合器B2的輸入正端連接，B2的輸入負端與電容C2的第二端分別與橋式整流電路的負極連接。
[0019]J2的常開接點J22與光耦合器BI輸入正端連接，BI的負端與整流橋負極連接，BI的輸出正端連接C3的一端，R2的一端及比較器Ul的“ + ”端。BI的輸出負端接電源O點，Ul的“_，，端接R3、R4的一端，R4的另一端接OV點，R3、R8、C4、R2、R5、R6及繼電器Jl的一端共同接二極管D7的負端，D7的正端接電源插座Wl的+6V輸出端，R5的另一端接Ul的輸出端及微處理器CPU的輸入口 II，R6的另一端接發(fā)光二極管DS2的正極，DS2的負極接CPU的輸出口 ol，R8的另一端接轉(zhuǎn)換繼電器J2 —端。J2的另一端與C4另一端共同接OV點，閉鎖繼電器Jl的另一端接晶體管Q2的集電極，Q2的基極接R7 —端，R7另一端接CPU的輸出端02，Q2的發(fā)射極接0V。上述OV點接入電源插座Wl的OV點。B2的輸出端為無源“五防”輸出端。Jl的接點就J11，J12為有源閉鎖(“五防”)輸出接點。采用以上的電路結(jié)構(gòu)，橋式整流電路接收電壓感應(yīng)器感應(yīng)的電壓信號，經(jīng)橋式整流電路整流后，輸出電流給電容Cl充電，同時通過電阻Rl對電容C2充電，當(dāng)電容C2中的電量足夠觸發(fā)觸發(fā)二極管D5時，電容C2通過觸發(fā)二極管D5對晶體三極管Ql的基極輸出電流，晶體三極管Ql導(dǎo)通；在無工作電源時，電容Cl通過J2的中間點J20與常閉接點J21對發(fā)光二極管DS及B2放電，發(fā)光二極管DSl亮起。當(dāng)電容Cl放電完畢，發(fā)光二極管DS熄滅。電容Cl和電容C2不斷地重復(fù)以上的工作過程，發(fā)光二極管DS閃爍，B2輸出端輸出“有電”脈沖信號。從而達到指示高壓設(shè)備帶電的目的。[0020]當(dāng)有工作電源時，J2的J20與常開接點J22導(dǎo)通，Cl對光耦合器BI放電，BI的輸出端產(chǎn)生脈沖信號輸入比較器Ul的“ + ”端，Ul輸出一個“有電”信號給CPU輸入Il 口，CPU經(jīng)判斷除干擾處理后輸出“有電”信號，點亮DS2同時接通閉鎖繼電器Jl，Jl接點Jll，J12輸出閉鎖信號，達到“有電”顯示及閉鎖目的。
[0021]此外，本發(fā)明另提供一種有源無源雙模感應(yīng)高壓帶電顯示的實現(xiàn)方法，該方法包括以下步驟:
步驟SOl:利用高壓電場在導(dǎo)體表面存在遷移電流的效應(yīng)原理，做成非接觸式高壓帶電傳感器；
步驟S02:將所述非接觸式高壓帶電傳感器接收到的反映電壓存在與否的信號，通過忙能電路忙能，使之達到能驅(qū)動LED顯示的能量；
步驟S03:在所述貯能電路貯存有的能量達到驅(qū)動LED顯示器的能量時，通過觸發(fā)電路的輸出經(jīng)分配電路分別進入有源通道和無源通道；在無源工作通道，把釋放的能量直接驅(qū)動LED顯示，同時通過光耦輸出五防脈沖信號；在有源工作通道，釋放的能量通過光電隔離并整形后送入CPU處理器進行處理；并輸出顯示。
[0022]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種有源無源雙模感應(yīng)高壓帶電顯示裝置，其特征在于:包括非接觸式高壓帶電傳感器；所述非接觸式高壓帶電傳感器的輸出端依次經(jīng)整流橋、貯能電路與一觸發(fā)電路連接；所述觸發(fā)電路輸出端經(jīng)一分配電路一路連接到無源通道，另一路連接到有源通道；所述無源通道包括第一 LED燈和第一光耦；所述第一 LED燈的正極與所述分配電路的第一輸出端連接；所述第一 LED燈的負極與所述第一光耦的正輸入端連接；所述光耦的負輸入端接所述整流橋的負端；所述有源通道內(nèi)，所述分配電路的第二輸出端輸出的信號經(jīng)第二光耦，并整形后送入CPU處理器進行處理、輸出顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源無源雙模感應(yīng)高壓帶電顯示裝置，其特征在于:所述的貯能電路包括電容Cl、電阻Rl和電容C2 ;所述電容Cl的正極、所述電阻Rl的一端與所述整流橋的正端連接；所述電容C1、C2的負極與所述整流橋的負端連接；所述電容C2的正極與所述電阻R2的另一端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有源無源雙模感應(yīng)高壓帶電顯示裝置，其特征在于:所述觸發(fā)電路由觸發(fā)二極管D5和晶體管Ql級聯(lián)構(gòu)成；所述觸發(fā)二極管D5的正端與所述電容C2的正極連接；所述觸發(fā)二極管D5的負端與所述晶體管Ql的基極連接；所述晶體管Ql的集電極與所述電阻Rl的一端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有源無源雙模感應(yīng)高壓帶電顯示裝置，其特征在于:所述的分配電路是一繼電器J2，所述繼電器J2由所述CPU處理器；所述繼電器J2的中間接點與所述晶體管Ql的射極連接；所述繼電器J2的常閉觸點與所述第一LED燈的正極連接；常開觸點作為所述有源通道的接入點。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有源無源雙模感應(yīng)高壓帶電顯示裝置，其特征在于:所述的有源通道包括第二光耦、電阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、電容C3、C4、比較器Ul、CPU處理器、第二 LED燈、繼電器J1、晶體管Q2、二極管D7以及電源接入點Wl ;所述第二光耦的正輸入端與所述繼電器J2的常開觸點連接，負輸入端與所述整流橋的負端連接，正輸出端與電容C3的一端、比較器Ul的正輸入端、電阻R2的一端連接,負輸出端、電容C3的另一端、電阻R4的一端、晶體管Q2的射極繼電器J2的負端、電容C4的負極均接電源的零點；所述電阻R2的另一端與電阻R3的一端、電阻R5的一端、電阻R6的一端、電阻R8的一端、繼電器Jl的正極、電容C4的正極以及二極管D7的負極連接；所述電阻R3的另一端與電阻R4的另一端與所述比較器Ul的負輸入端連接；所述比較器Ul的輸出端與所述電阻R5的另一端、CPU處理器的輸入端Il連接；所述CPU處理器的第一輸出端ol經(jīng)第二 LED燈、電阻R6與所述繼電器Jl的正極連接；所述繼電器Jl的負極與晶體管Q2的集電極連接；所述CPU處理器的第二輸出端o2經(jīng)電阻R7與所述晶體管Q2的基極連接；所述電阻R8的另一端與所述繼電器J2的正極連接；所述二極管D7的正極與所述電源接入點Wl連接。
6.一種有源無源雙模感應(yīng)高壓帶電顯示的方法，其特征在于包括如下步驟: 步驟SOl:利用高壓電場在導(dǎo)體表面存在遷移電流的效應(yīng)原理，做成非接觸式高壓帶電傳感器； 步驟S02:將所述非接觸式高壓帶電傳感器接收到的反映電壓存在與否的信號，通過忙能電路忙能，使之達到能驅(qū)動LED顯示的能量； 步驟S03:在所述貯能電路貯存有的能量達到驅(qū)動LED顯示器的能量時，通過觸發(fā)電路的輸出經(jīng)分配電路分別進入有源通道和無源通道；在無源工作通道，把釋放的能量直接驅(qū)動LED顯示，同時通過光耦輸出五防脈沖信號；在有源工作通道，釋放的能量通過光電隔離并整形后送入CPU處理器進 行處理；并輸出顯示。
【文檔編號】G01R19/155GK103792417SQ201410069848
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】張平, 卓趕, 鮑文富, 李曉東, 許香樹, 陳紹恒, 陳錦峰, 薛立新, 鄭小平, 莊峰 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司南平供電公司