专利名称：智能非接触式高压验电器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高压验电技术领域，尤其涉及一种智能非接触式高压验电器。
背景技术：
目前，高压验电器按验电方式可分为接触式和非接触式两种，其中接触式验电器 在电力系统中已有实际应用，且已有相关标准对接触式验电器的设计、制造以及试验方法 进行了规范。接触式验电器大多是基于电容分压原理来实现验电的。它的一端(高压臂)与被 检测设备直接接触，高压臂与带电体之间构成一个PF级的电容，通过检测流过验电器另外 一端与大地之间的杂散电容上的电流来实现验电功能。接触式验电器验电操作时必须与高压设备直接接触，在电压等级高而绝缘条件得 不到保证的情况下时，存在一定的安全隐患。同时由于特高压输电技术的成熟，输电线路的 电压等级越来越高，根据高压输电线路离地高度的规定，一般来说线路电压等级越高，线路 离地就应该越高，这给接触式验电器的操作带来了不便。鉴于接触式验电器的以上的一些缺点，非接触式验电器受到了广泛的关注。但是 目前市面上的非接触式验电器普遍存在验电结果重复性不好、可靠性不高、造价高的缺点， 而且，此类验电器都是针对某种特定电压等级而研制的，适用性不强，不利于推广使用。为了克服现有非接触式验电器重复性不好、可靠性不高、适用性不强的不足，本实 用新型提出了一种智能非接触式高压验电器。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种智能非接触式高压验电器，以快速可靠地检验高压 设备以及输电线路是否带电。为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案平行板电容器、多路模拟开关、差分放大电路、整流滤波电路、单片机、语音报警电 路，所述平板电容器、多路模拟开关、差分放大电路、整流滤波电路、单片机、语音报警电路 依次电连接，其中自检信号输入多路模拟开关。所述单片机采用C8051F330，所述语音报警电路采用ISD1700芯片构成，所述多路 模拟开关采用CD4053芯片构成，所述差分放大电路采用AD620芯片构成，所述整流滤波电 路采用二阶有源滤波电路。平行板电容器采用两块厚度为3mm的铝铁合金圆板，中间夹一厚度为5mm的绝缘 性能强的塑料板制成。所述智能非接触式高压验电器的外壳表面配置有电源开关、直径为5mm的红色发 光二极管、扬声器、电池槽以及绝缘杆插孔。本实用新型具有以下优点和积极效果1)实现非接触验电；
3[0015]2)给出人性化的语音提示，指导操作人员正确地使用；3)响应速度快，数据运算速度快，转换精度高；4)使用范围广，在验电过程中自动调整报警阀值，实现了对电压等级为 220V-1000KV的被测物的验电。
图1是本实用新型提供的智能非接触式高压验电器组成框图。图2是本实用新型中采用的C8051F330单片机及其外围电路原理图。图3是本实用新型中多路模拟开关电路原理图。图4是本实用新型中差分放大电路原理图。图5是本实用新型中整流滤波电路原理图。图6是本实用新型中语音报警电路原理图。图7是本实用新型的工作流程图。其中，1-平行板电容器，2-自检信号，3-多路模拟开关，4-差分放大电路，5-整流滤波电 路，6-单片机，7-语音报警电路；S1-开机，S2-自检通过判断，S3-预检，S4-检测，S5-Y-X >Z判断，S6-语音报警。
具体实施方式
下面以具体实施例结合附图对本实用新型作进一步说明本实用新型提供的智能非接触式高压验电器，具体采用如下技术方案，参见图1， 包括平行板电容器1、多路模拟开关3、差分放大电路4、整流滤波电路5、单片机6、语音报警 电路7，上述平板电容器1、多路模拟开关3、差分放大电路4、整流滤波电路5、单片机6、语 音报警电路7依次电连接，其中自检信号2输入多路模拟开关3的2脚。其中，单片机6采用C8051F330，语音报警电路7采用ISD1700芯片构成。平行板电容器1采用两块厚度为3mm的铝铁合金圆板，中间夹一厚度为5mm的绝 缘性能强的塑料板制成。上述智能非接触式高压验电器的外壳表面配置有电源开关、直径为5mm的红色发 光二极管、扬声器、电池槽以及绝缘杆插孔。本实用新型采用平行板电容器做为传感单元，通过平行板电容器感应高压设备附 近的电场，从而在两极板之间产生电压。该电压信号经过放大、整流、滤波等处理后进入模 数转换单元，由单片机C8051F330将电压信号转换变成数字信号，并由单片机对得到的数 据进行分析，判断该设备是否有电，控制语音报警电路给出相应的指示。其中，报警阀值由 C8051F330单片机根据不同电压环境时检测到的值自动设置。图2为本实用新型中采用的C8051F330单片机及其外围电路原理图，其C8051F330 单片机各引脚功能如下1脚用来控制工作状态指示LED，4脚为模拟信号输入端，5脚接地， 6脚为工作电源，7，8脚为编程调试电路接口，13、14、15、16引脚为语音报警电路控制端口， 19脚为模拟多路开关电路控制端口。图3是本实用新型中多路模拟开关电路原理图，其中，Vil和Vi2为平行板电容器两端信号，P0. 5用来控制⑶4053的工作，当P0. 5为0时，12脚和2脚的信号分别接通至 14脚和15脚，即将自检信号接入电路；当P0. 5为1时，13脚和1脚信号分别接通至14脚 和15脚，即将平行板电容器两端信号接入电路。图4是本实用新型中差分放大电路原理图中，AD620芯片的2、3脚为差分信号输 入端，分别接模拟多路开关电路14和15脚，6脚为信号输出端，调整R16的电阻值可改变放 大倍数。图5是本实用新型中整流滤波电路原理图，其中的Sin为差分放大后的电压信号， 经过整流滤波后从IC3的6脚输出，输入单片机C8051F330的4脚。图6是本实用新型中语音报警电路原理图，其中，ISD1700芯片的4、5、6、7引脚为 单片机读写ISD1700的控制端口，9脚为语音输入端口，13、15脚接扬声器。下面结合图7描述本实用新型的工作流程，可分为五个阶段自检、预检、循环检 测、比较、报警。在打开验电器电源开关后，系统开始工作S1，电源指示灯亮则说明电源工 作正常，验电器自动进入自检阶段S2，若自检不通过，语音报警电路给出“该验电器无法正 常工作”的警告，若自检通过，验电器自动进入预检环节S3，将当前检测到的值X存入单片 机，单片机根据该值的大小合理地设置报警的阀值Z，在预检完成后，验电器给出语音提示 “开始验电”，验电器进入循环验电阶段S4，验电器通过计算当前位置的值Y，并与预检值X 比较，进行报警判断S5，当两者差值Y-X大于设定的报警阀值Z时，则判断被测对象有电，给 出语音警告S6 “有电危险”，并进入下一个循环验电S4。
权利要求一种智能非接触式高压验电器，其特征在于，包括平行板电容器(1)、自检信号(2)、多路模拟开关电路(3)、差分放大电路(4)、整流滤波电路(5)、单片机(6)、语音报警电路(7)，所述平板电容器(1)、多路模拟开关电路(3)、差分放大电路(4)、整流滤波电路(5)、单片机(6)、语音报警电路(7)依次电连接，其中自检信号(2)输入多路模拟开关(3)。
2.根据权利要求1所述的智能非接触式高压验电器，其特征在于所述单片机(6)采用C8051F330，所述语音报警电路(7)采用ISD1700芯片构成，所述 多路模拟开关(3)采用⑶4053芯片构成，所述差分放大电路(4)采用AD620芯片构成。
3.根据权利要求1或2所述的智能非接触式高压验电器，其特征在于平行板电容器(1)采用两块厚度为3mm的铝铁合金圆板，中间夹一厚度为5mm的绝缘 性能强的塑料板制成。
4.根据权利要求1或2所述的智能非接触式高压验电器，其特征在于所述智能非接触式高压验电器的外壳表面配置有电源开关、直径为5mm的红色发光二 极管、扬声器、电池槽以及绝缘杆插孔。
专利摘要本实用新型涉及高压验电技术领域，尤其涉及一种智能非接触式高压验电器。本实用新型包括平行板电容器、多路模拟开关、差分放大电路、整流滤波电路、单片机、语音报警电路，所述平板电容器、多路模拟开关、差分放大电路、整流滤波电路、单片机、语音报警电路依次电连接，其中自检信号输入多路模拟开关。本实用新型实现非接触验电，响应速度快，在验电过程中，针对不同的电压等级(220V-1000KV)，自动选择合适的报警阀值，实现对电压等级为220V-1000KV的被测对象的验电，并给出人性化的语音提示。
文档编号G01R19/155GK201562007SQ20092028886
公开日2010年8月25日 申请日期2009年12月8日 优先权日2009年12月8日
发明者杜双育, 杨同忠, 王先培, 贾非 申请人:武汉大学