一种环网柜带电显示装置故障检测仪及其控制方法与流程

本发明涉及电力设备，具体为一种环网柜带电显示装置故障检测仪及其控制方法。

背景技术：

1、在电力高压开关柜、环网柜中，高压带电显示装置常作为判断主回路是否带有高压电的指示装置被广泛使用。在运行操作和维护过程中，借助带电显示装置可以有效保障安全、防止运行和检修人员的误操作、误入带电间隔，造成人身、设备等事故发生；此外，在电网运方调整时，带电显示装置可作为判断线路是否带电以及核定相位的重要设备。然而，带电显示装置本体属于易损坏部件，常导致错误指示设备带电状态，对设备运行及运维人员带来极大的安全隐患，也给现场作业带来较大的麻烦。因此，检测带电显示装置是否发生故障并及时更换是一项重要的工作。

2、现有带电显示器故障检测工具一般采用交流220v电源供电，输出电压采用调压变压器调节，并且还需根据带电显示器类型(常亮型和闪烁型)分别采用转换开关及电容转换开关进行控制，具有接线和操控复杂、体积大、重量重、使用不便等缺点，无法满足现场需求。

3、如公开号为cn102043114a的中国专利公开一种直流电源带电解环方法及其专用装置，其特征是：利用带有主机信号源(1)、手持器(2)和钳型互感器的专用装置对直流电源进行环路检测；主机信号源(1)用乒乓原理测量直流电源系统是否存在环网故障，当确认环网故障即存在环网支路后，对直流电源系统注入一个微电流、低功率的交流信号，该交流信号的电压有效值不超过10v；手持器(2)通过钳型互感器感应直流电源系统的各电源支路的信号电流，计算和判断环网情况和方向，并通过实时信号波形显示，以判断环网情况。本发明能快速准确地找出各种环路供电支路，操作简单、方便实用，为广大发电和供电企业提供了安全有效的解环手段，有效地提高了电力直流系统的安全稳定性。

4、又如公开号为cn105467274b的中国专利公开了一种配电网单相接地故障检测及定位装置，包括低频信号发生单元、手持故障检测及定位单元，所述低频信号发生单元包括低频信号发生模块、电源模块，用于输出低频电压正弦信号。所述供电模块由电池与逆变器组成，内部与低频信号发生模块相连，为低频信号发生模块提高电能，所述低频信号发生单元外部设有两个输出端口：第一输出端口a、第二输出端口b，第一输出端口a与故障配电网母线相连，第二输出端口b接地。所述手持故障检测及定位单元包括智能控制模块、电流互感器ct、电压互感器pt，智能控制模块分别连接电流互感器ct、电压互感器pt。本发明通过对不同频率的电压电流信号进行采集和检测，解决了现有技术中故障类型判断难，以及故障点无法精确定位的问题。

5、综上所述，现有带电显示装置存在诸多弊端，总结如下：

6、①带电显示装置本体属于易损坏部件，常导致错误指示设备带电状态，对设备运行及运维人员带来极大的安全隐患，也给现场作业带来较大的麻烦；

7、②现有带电显示器故障检测工具一般采用交流220v电源供电，输出电压采用调压变压器调节，并且还需根据带电显示器类型(常亮型和闪烁型)分别采用转换开关及电容转换开关进行控制，具有接线和操控复杂、体积大、重量重、使用不便等缺点，无法满足现场需求；

8、③环网柜内带电显示器故障率较高，如带电显示器本体故障、灯泡故障、取电电容故障、接线松动、带电检测孔故障，当配电线路运方调整时，运维人员去现场需先核实线路带电状态，常因带电显示器发生故障导致核查难、运方调整时间长，因此，核查带电显示器是否故障是一项重要的工作；

9、④第一份现有技术：cn102043114a，是通过检测到的电流作为设备输入，并相应给出输出，但设备输出却不能根据不同的带电显示器装置输出电压连续可调；

10、⑤第二份现有技术：cn105467274b，虽是作为电源输出电压，但却未通过特殊的升压方法以及过流保护的特殊功能手段去应用实施，不能准确模拟带电检测装置的输入电压，电压调节复杂，操控性弱。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种环网柜带电显示装置故障检测仪及其控制方法，以解决上述问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现。

3、一种环网柜带电显示装置故障检测仪,包括单片机、功率放大及升压电路、电压和电流检测及调理电路、显示器、电池充放电管理电路、可充电电池、输出端子，所述单片机分别和功率放大及升压电路、电压和电流检测及调理电路、显示器、电池充放电管理电路四者连接，所述输出端子分别连接功率放大及升压电路与电压和电流检测及调理电路，所述可充电电池一端连接电池充放电管理电路，具有输出电流限流控制和短路保护功能，可靠性高，安全性强，具有输出电压和电流显示功能，能直观判断带电显示装置断线和短路故障，设备输出能根据不同的带电显示器装置输出电压连续可调，准确模拟带电检测装置的输入电压、电压调节简单、操控性强。

4、优选的，所述单片机包括脉宽调制单元、模/数转换单元、显示控制接口。

5、优选的，所述脉宽调制单元产生的正弦波脉宽调制信号输送至功率放大及升压电路上，所述模/数转换单元通过spwm信号与功率放大及升压电路连接，所述显示控制接口与显示器连接，采用单片机和正弦波脉宽调制技术，可准确模拟带电检测装置的输入电压，电压调节简单，操控性强。

6、优选的，所述功率放大及升压电路中也包括spwm信号，所述spwm信号中的正弦电压与输出端子连接。

7、优选的，所述电压和电流检测及调理电路一侧与模/数转换单元连接，另一侧与输出端子连接。

8、优选的，所述电池充放电管理电路上输出直流电压，采用可充电电池供电，外部接线简单，体积小、重量轻，便于携带和使用，不会导致设备带电状态的错误指示，对设备运行及运维人员来说非常安全，也给现场作业减少了不少麻烦。

9、优选的，所述功率放大及升压电路包括低压spwm高频开关变换器、工频升压变压器、滤波电路，所述低压spwm高频开关变换器、工频升压变压器、滤波电路三者依次连接，且电池充放电管理电路上输出的直流电压、模/数转换单元的spwm信号两者分别与低压spwm高频开关变换器连接。

10、优选的，所述功率放大及升压电路包括直流升压电路、高压spwm高频开关变换器、滤波电路，所述直流升压电路、高压spwm高频开关变换器、滤波电路三者依次连接，且电池充放电管理电路上输出的直流电压与直流升压电路连接，所述模/数转换单元的spwm信号与高压spwm高频开关变换器连接。

11、一种环网柜带电显示装置故障检测仪的控制方法，包括：

12、步骤1)：通过电池充放电管理电路对可充电电池充电，并将可充电电池的电压转换成稳定直流电压为其它电路供电；

13、步骤2)：单片机根据输出电压设定值产生正弦波脉宽调制spwm信号；

14、步骤3)：通过低压spwm高频开关变换器对spwm信号进行功率放大，经过工频升压变压器升压，再滤波后作为本带电显示装置故障检测仪的输出；

15、步骤4)：检测输出电压和输出电流，并对其进行显示，将输出电流与最大电流设定值进行比较后通过电流控制器输出对spwm信号进行控制，实现限流控制和短路保护。

16、另一种环网柜带电显示装置故障检测仪的控制方法，包括：

17、步骤1)：通过电池充放电管理电路对可充电电池充电，并将电池电压转换成稳定直流电压为其它电路供电；

18、步骤2)：单片机根据输出电压设定值产生正弦波脉宽调制spwm信号；

19、步骤3)：通过直流升压电路对直流电压进行升压，得到高压直流vdch，作为高压spwm高频开关变换器的直流电源；

20、步骤4)：通过高压spwm高频开关变换器对spwm信号进行功率放大，滤波后作为本带电显示装置故障检测仪的输出；

21、步骤5)：检测输出电压和输出电流，并对其进行显示，将输出电流与最大电流设定值进行比较后通过电流控制器输出对spwm信号进行控制，实现限流控制和短路保护。

22、相比于现有技术而言，本发明公开了一种环网柜带电显示装置故障检测仪，包括单片机、功率放大及升压电路、电压和电流检测及调理电路、显示器、电池充放电管理电路、可充电电池、输出端子，七者相互结合使用发挥作用，且还提供一种环网柜带电显示装置故障检测仪的控制方法，

23、①采用可充电电池供电，外部接线简单，体积小、重量轻，便于携带和使用，不会导致设备带电状态的错误指示，对设备运行及运维人员来说非常安全，也给现场作业减少了不少麻烦；

24、②采用单片机和正弦波脉宽调制技术，可准确模拟带电检测装置的输入电压，电压调节简单，操控性强；

25、③具有输出电流限流控制和短路保护功能，可靠性高，安全性强；

26、④具有输出电压和电流显示功能，能直观判断带电显示装置断线和短路故障；

27、⑤设备输出能根据不同的带电显示器装置输出电压连续可调；

28、⑥准确模拟带电检测装置的输入电压、电压调节简单、操控性强。