專利名稱：超高壓交直流驗電裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及超高壓驗電器，尤其涉及交流直流兩用的超高壓驗電器。
現(xiàn)有的超高壓交流驗電器，只能對超高壓交流輸電線路進行驗電。隨著超高壓直流輸電線路及設備的設計成功，人們就十分需要有一種還能對超高壓直流輸電線路進行驗電的超高壓交直流驗電裝置，而現(xiàn)有的驗電裝置不能滿足這一要求。
本發(fā)明的目的就是提供一種對交流和直流輸電線路都能進行驗電的超高壓交直流驗電裝置。
本發(fā)明提供的交直流驗電裝置，包括殼體，裝在殼體端頭處的接觸端，裝在殼體內表面的電磁屏蔽層、組成具有一定功能電路的電子元件及用于指示線路工作的發(fā)光指示單元和發(fā)聲指示單元，其特征在于上述電路包括該驗電裝置的正極性電流輸入電路、負極性直流輸入電路、正半波交流輸入電路、負半波交流輸入電路;該裝置還包括一接在上述電路輸出端的發(fā)射端。
本發(fā)明提供的超高壓交直流驗電裝置，所述發(fā)射端為一尖狀物。
本發(fā)明提供的超高壓交直流驗電裝置，所述接觸端形狀可為塊狀、叉型或環(huán)鉤形。
本發(fā)明提供的超高壓交直流驗電裝置，還包括該裝置的雙向穩(wěn)壓二極管保護電路。
由上述

發(fā)明內容
可知本發(fā)明的優(yōu)點在于;它具有對超高壓交流和直流輸電線路或超高壓設備進行驗電的功能。這樣就對驗電人員提供了很大的方便。
下面以超高壓輸電線路為例對驗電裝置進行說明。
下面結合附圖對本發(fā)明的最佳實施例進行描述，其中

圖1為本發(fā)明電路框圖;
圖2為本發(fā)明電路圖;
圖3為本發(fā)明裝置的正面局部剖視圖;
圖4為圖3所示裝置的側面局部剖視圖;
圖5為圖3所示裝置的仰視圖。
參見圖1，圖1為本發(fā)明電路框圖，其中由信號輸入端101接收的超高壓信號送給電信號輸入電路。如為直流電壓且為正極性，則因正半波交流輸入電路102和負半波交流輸入電路103中隔直元件的存在，直流電壓在交流輸入電路中不起作用。對于負極性直流輸入電路104也不起作用，唯有對正極性直流輸入電路105有作用。在直流信號從信號輸出端106輸出同時，紅色發(fā)光指示單元107發(fā)光顯示，發(fā)聲指示單元108發(fā)聲指示。如為直流電壓且為負極性，則只有對負極性直流輸入端104有作用，在直流信號從信號輸出端106輸出同時，綠色發(fā)光指示單元109發(fā)光顯示，發(fā)聲指示單元108發(fā)聲指示，如為正半波交流電壓，則只對正半波交流輸入電路有作用，而對兩個直流輸入電路不起作用(其原因可參見圖2中對相應部分的描述)。如為負半波交流電壓，則只對負半波交流輸入電路有作用。由于交流電正、負半波交替變化，在交流信號從信號輸出端106輸出同時，紅色發(fā)光指示單元107和綠色發(fā)光指示單元109同時發(fā)光顯示，發(fā)聲指示單元108發(fā)聲指示。在信號輸入端101和輸出端106之間有一雙向穩(wěn)壓二極管保護電路110。
參見圖2，圖2為本發(fā)明的電路圖。其中由電阻2、4、6、7和10，二極管3、8和12，電容9以及反相器11組成了正極性直流輸入電路105;由電容38、42和46，電阻41、43、45和47，二極管39、40和49以及反相器48組成了正半波交流輸入電路102;由電阻35、33、31、28和27，電容30，二極管34、29和25以及反相器26組成了負極性直流輸入電路104;由電容63、59和55，電阻57、56和54，二極管62、61和52以及反相器53組成了負半波交流輸入電路103;由電阻13、15和16，三極管14以及發(fā)光二極管19和20組成了紅色發(fā)光指示單元107;由電阻24、18和17，三極管23以及發(fā)光二極管21和22組成了綠色發(fā)光指示單元109;由電阻64、69、70和79，電容71，三極管67、68和72，反相器65和66，變壓器73以及壓電片74組成發(fā)聲指示單元108;由雙向穩(wěn)壓二極管37組成雙向穩(wěn)壓保護電路110;虛線78表示驗電器殼體內層表面敷設的一薄型的金屬屏蔽層。其作用首先是使全部電子元件均處于金屬屏蔽層的保護范圍之內，當驗電器處于高電場作用下時，由于金屬屏蔽層的均壓作用，保證了電子元件仍能安全可靠地工作，其次是該金屬屏蔽層對交流電經(jīng)電路流向大地的電容電流分量和直流電經(jīng)電路流向大地的離子流分量起了定向作用。
當超高壓輸電線路中電壓為交流電時，從信號輸入端101輸入的是交流信號，輸入的交流信號分兩路分別進入兩個交流輸入電路和兩個直流輸入電路。首先談談進入兩個交流輸入電路情況。假設在交流信號為正半波。由于負半波旁路二極管39的作用，使正半波交流信號不能進入負半波交流輸入電路。那么輸入正半波輸入電路102的正半波交流信號的信號流程為由電容38→二極管40→電阻41→二極管62→電容63，再從信號輸出端106通向大地形成一電流回路。當驗電裝置對地分布電容的電容電流在電阻41上的壓降大于或等于三極管44的開啟電壓時，使三極管44集電極的電位由“1”電平變?yōu)椤?”電平。由于電容42的濾波作用，使得在交流信號存在情況下三極管44始終保持飽和導通，其集電極的電位始終處于“0”電平。由于三極管44集電極電位變化，反相器48輸出也由“0”電平翻轉為“1”電平，這樣功率轉換三極管14也就飽和導通，使得紅色發(fā)光二極管19和20發(fā)光指示。同時使反相器65和66輸出也由“1”電平翻轉為“0”電平，三極管67導通，由三極管68和72、電阻69和70、電容71以及變壓器73組成的LC振蕩器進行振蕩，通過變壓器耦合驅動壓電片74發(fā)聲。發(fā)聲頻率和分布可通過電阻69和電容71來調節(jié)。在交流信號負半波時，同上面正半波情況完全一樣，由于正半波旁路二極管62的作用使負半波交流信號不能進入正半波交流輸入電路。進入負半波輸入電路103的負半波交流信號的信號流程為由電容63→二極管61→電阻60→二極管59→電容38，再從信號輸出端106通向大地形成一電流回路。當驗電裝置對地分布電容的電容電流在電阻60上的壓降大于或等于三極管58的開啟電壓時，使三極管58集電極的電位由“1”電平變?yōu)椤?”電平。由于電容59的濾波作用，使得在交流信號存在情況下三極管58始終保持飽和導通，其集電極的電位始終處于“0”電平。由于三極管58集電極電位變化，反相器53輸出也由“0”電平翻轉為“1”電平，這樣功率轉換三極管23也就飽和導通，使得綠色發(fā)光二極管17和18發(fā)光指示。同時使反相器65和66輸出也由“1”電平翻轉為“0”電平，三極管67導通，由三極管68和72、電阻69和70、電容72以及變壓器73組成的LC振蕩器進行振蕩，通過變壓器耦合驅動壓電片74發(fā)聲，發(fā)聲頻率和分布可通過電阻69和電容71來調節(jié)。由于正半波和負波交流電之間的轉換相當快，每秒轉換50次(工頻頻率為50Hz)，因此我們只能看到紅色與綠色發(fā)光二極管同時亮，指示此時超高壓輸電線上的電流為交流電。其次描述交流信號進入兩個直流輸入電路的情況，假定交流信號時間在正半波時間，交流信號能進入直流輸入電路形成通路，通路為由信號輸入端101→電阻2→電阻4→二極管34→電阻35→信號輸出端106，再流向大地。當交流正半波信號在電阻4上的壓降大于三極管5的基極開啟電壓時，三極管5由截止變?yōu)轱柡蛯?，即由?”電位突變到“0”電位，因此形成了一個由電容9和電阻7組成的放電回路，電容9上電位逐漸降低，放電時間常數(shù)即電容9的電容值與電阻7的阻值乘積由兩者數(shù)值來決定。很快交流電信號時間又變?yōu)樨摪氩〞r間，則形成一由正電極電阻6、二極管8和電容9組成的充電回路，三極管5由“0”電平充為“1”電平，電容9上的電壓又開始升高，而充電時間常數(shù)決定于電容9的電容值和電阻6的阻值。在設計時就使充電時間常數(shù)比放電時間常數(shù)小，這樣使得充電過程比放電過程快。如選擇電阻6阻值為1M，電阻7阻值為2M，電容9容值為6800Pf。通過選擇合適的參數(shù)配合就可使電容9上的最低電壓(放電后下降到的最低值始終大于反相器11的觸發(fā)翻轉電壓的起始值，也就是說使反相器11始終處于輸入“1”電平的狀態(tài)下，則其輸出始終為“0”電平，發(fā)光指示單元107或109都不會發(fā)光，發(fā)聲指示單元108也不會發(fā)聲。這就表示交流電信號對兩直流輸入電路無作用。
當超高壓輸電線路中電壓為直流電壓時，從信號輸入端101輸入的是直流信號，由于兩交流輸入電路中隔直電容39和63作用，直流電不可能進入兩交流輸入電路，則只能進入兩直流輸入電路，假定此直流電為正極性時，直流電信號由信號輸入端101→電阻2→電阻4→二極管34→電阻35→信號輸出端106→大地形成通道。當直流信號在電阻4上的壓降大于等于三極管5的開啟電壓時，使三極管5由截止變?yōu)閷?，即由?”電平突變?yōu)椤?”電平。同樣電容9上電壓因放電回路放電而降低。由于是直流信號無交變過程，因此三極管5集電極電平始終保持“0”電平。當電容9上電壓降低于反相器11的觸發(fā)翻轉電壓的起始值時，反相器11輸入由“1”電平變?yōu)椤?”電平，其輸出由“0”電平變?yōu)椤?”電平。該“1”電平輸出使三極管14飽和導通，紅色發(fā)光指示單元107發(fā)光指示，表示線路有電。同樣發(fā)聲指示單元108也如上述地會發(fā)聲指示，表示線路有電。由此可見，當紅光指示單元發(fā)光且有發(fā)聲指示時，表示線路中為正極性直流電壓。如為負極性直流電信號時，直流電信號由電阻35→電阻33→二極管3→電阻2→信號輸出端106→大地形成通道。當直流信號在電阻33上的壓降大于等于三極管32的開啟電壓時，使三極管32由截止變?yōu)閷?，即由?”電平突變?yōu)椤?”電平。同樣電容30上電壓因由電容30和電阻28組成的放電回路放電而降低。由于是直流信號無交變過程，因此三極管32集電極電壓始終保持“0”電平。當電容30上電壓降低于反相器26的觸發(fā)翻轉電壓的起始值時，反相器26輸入由“1”電平變?yōu)椤?”電平，其輸出由“0”電平變?yōu)椤?”電平。該“1”電平輸出使三極管23飽和導通，綠色發(fā)光指示單元109發(fā)光指示，表示線路有電。同樣發(fā)聲指示單元108也如上述會發(fā)聲指示，表示線路有電。由此可見，當綠光指示單元發(fā)光且有發(fā)聲指示時，表示線路中為負極性直流電110為雙向穩(wěn)壓二極管，其作用是對于進入驗電裝置電路的大電流起分流作用，保證驗電裝置的輸入電流在它的幅值范圍內。
參見圖3、圖4和圖5，圖3為本發(fā)明裝置的正面局部剖視圖，圖4為圖3所示裝置的側面局部剖視圖，圖5為圖3所示裝置的仰視圖。其中201為殼體，在殼體201內側均有金屬屏蔽層，202為用于和帶電體接觸以接收高壓信號的接觸端。本裝置中接觸端202為環(huán)鉤形，當然此接觸端也可以是塊狀或叉形的。殼體側壁上的帶盲孔的支座203用于插進拉伸式絕緣操作桿。當帶電體在較遠或較高處時，絕緣操作桿就可頂住帶盲孔的支座203而使驗電裝置與帶電體接觸，204為電路輸出的發(fā)射端，本裝置中它為一圓錐體形的針狀物。它位于卡在外殼201周壁內的下端面上。發(fā)射端204端部直徑在1毫米至5毫米范圍內選取，其長度可在1毫米到40毫米范圍內選取，以適應在100KV到750KV內不同等級的超高壓驗電的需要。在外殼201的下端面上設有發(fā)光指示單元的4個發(fā)光二極管19、20、21和22，還有一發(fā)聲指示單元的壓電片74的發(fā)聲孔205。206是帶盲孔的支座203的底板207的兩個固定螺絲。
將絕緣操作桿裝在驗電裝置的帶盲孔的支座203中，用操作桿使驗電裝置的接觸端202接觸被測帶電體，如超高壓電線或超高壓設備。當接觸導體時驗電裝置有紅光指示和發(fā)聲指示，說明導體帶正極性直流電;當驗電裝置有綠光指示并有發(fā)聲指示時，說明導體帶負極性直流電;當驗電裝置同時有紅光和綠光指示并有發(fā)聲指示時，說明導體帶交流電。
驗電裝置的直流起動電壓和交流起動電壓即取樣三極管的開啟電壓的整定值可以分別予以調整，因此驗電裝置不僅能工作于純直流或純交流導體上，在有交直流開存的場合也能作出正確的判斷。如在超高壓直流設備上一般對存在的交流紋波數(shù)值都有一定的上限規(guī)定。當驗電裝置不僅有直流電顯示，而且有交流指示時，說明直流設備上的交流紋波數(shù)值已超過了規(guī)定值。反之驗電裝置僅作直流指示時說明交流紋波數(shù)值是在規(guī)定范圍之內。
權利要求
1.一種超高壓交直流驗電裝置，包括殼體，裝在殼體端頭處的接觸端，裝在殼體內表面的電磁屏蔽層、組成具有一定輸入功能電路的電子元件及用于指示線路是否有電的發(fā)光指示單元和發(fā)聲指示單元，其特征在于上述電路包括該驗電裝置的正極性直流輸入電路、負極性直流輸入電路、正半波交流輸入電路、負半波交流輸入電路；該裝置還包括一接在上述電路輸出端的發(fā)射端。
2.按權利要求1所述的超高壓交直流驗電裝置，其特征在于上述正極性直流輸入電路與負極性直流輸入電路相對稱;正極性直流輸入電路包括取樣三極管5、三極管5基極電壓控制電阻4、負極性直流旁路二極管3、構成交流分量充電回路的電阻6，二極管8和電容9，交流分量放電回路的電阻7、二極管8和電容9及反相器11。
3.按權利要求1所述的超高壓交直流驗電裝置，其特征在于上述正半波交流輸入電路與負半波交流輸入電路相對稱，正半波交流輸入電路包括隔直電容38，負半波旁路二極管39，取樣三極管44，調節(jié)三極管44基極開啟電壓的電阻41，反相器48。
4.按權利要求2所述的超高壓交直流驗電裝置，其特征在于上述電阻6阻值小于電阻7阻值，即上述充電回路時間常數(shù)小于上述放電回路時間常數(shù)，使得電容9上放電后的最低電壓始終大于上述反相器11的觸發(fā)翻轉電壓。
5.按權利要求1所述的超高壓交直流驗電裝置，其特征在于上述發(fā)射端為一尖狀物。
6.按權利要求1所述的超高壓交直流驗電裝置，其特征在于還包括一由雙向穩(wěn)壓二極管組成的穩(wěn)壓保護電路。
7.按權利要求5所述的超高壓交直流驗電裝置，其特征在于上述針狀物的發(fā)射端固定于所述卡在外殼周壁內的下端面上。
8.按權利要求1所述的超高壓交直流驗電裝置，其特征在于上述接觸端形狀可為塊狀，或叉形或環(huán)鉤形。
9.按權利要求1所述的超高壓交直流驗電裝置，其特征在于上述發(fā)光指示單元包括功率轉換三極管、電阻以及發(fā)光二極管。
10.按權利要求5所述的超高壓交直流驗電裝置，其特征在于所述尖狀發(fā)射端長度在1毫米到40毫米范圍內選擇，其端部直徑在1毫米到5毫米范圍內選擇。
全文摘要
本發(fā)明涉及交直流兩用的超高壓驗電器，它包括殼體，裝在殼體端頭處的接觸端，裝在殼體內表面的電磁屏蔽層，組成有一定輸入功能電路的電子元件及用于指示線路是否有電的發(fā)光和發(fā)聲指示電路，一按在上述電路輸出端的發(fā)射端。所述電路包括正極性與負極性直流輸入電路，正半波與負半波交流輸入電路，它具有對超高壓交流或直流輸電線路驗電的功能，同時在交直流并存情況下也能對主要是直流電還主要是交流電作出正確判斷。
文檔編號G01R19/155GK1044711SQ8910066
公開日1990年8月15日 申請日期1989年1月31日 優(yōu)先權日1989年1月31日
發(fā)明者錢家楨 申請人:上海電力設計研究所