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電力綜合試驗車接地檢測保護裝置.pdf

摘要
申請專利號:

CN201010251206.3

申請日:

2010.08.11

公開號:

CN102377156B

公開日:

2015.01.07

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 專利權的轉移IPC(主分類):H02H 3/00登記生效日:20170330變更事項:專利權人變更前權利人:蘇州華電電氣股份有限公司變更后權利人:蘇州華電電氣股份有限公司變更事項:地址變更前權利人:215128 江蘇省蘇州市吳中經濟開發區河東工業園善浦路255號變更后權利人:215128 江蘇省蘇州市吳中經濟開發區河東工業園善浦路255號變更事項:專利權人變更前權利人:國網青海省電力公司電力科學研究院|||著錄事項變更號牌文件類型代碼:1602號牌文件序號:101724415140IPC(主分類):H02H 3/00專利申請號:2010102512063變更事項:發明人變更前:唐湘城;鮑清華;姜杏輝;黃永康;劉曉莊;朱文康變更后:唐湘城;鮑清華;姜杏輝;黃永康;劉曉莊;朱文康;白雅雯;舒世鈺;馬生茂;陳星|||專利權的轉移號牌文件類型代碼:1602號牌文件序號:101724415139IPC(主分類):H02H 3/00專利號:ZL2010102512063登記生效日:20151110變更事項:專利權人變更前權利人:蘇州華電電氣股份有限公司變更后權利人:蘇州華電電氣股份有限公司變更事項:地址變更前權利人:215128 江蘇省蘇州市吳中經濟開發區河東工業園善浦路255號變更后權利人:215128 江蘇省蘇州市吳中經濟開發區河東工業園善浦路255號變更事項:專利權人變更前權利人:無變更后權利人:國網青海省電力公司電力科學研究院|||授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H02H 3/00申請日:20100811|||公開
IPC分類號: H02H3/00; G01R31/02 主分類號: H02H3/00
申請人: 蘇州華電電氣股份有限公司
發明人: 唐湘城; 鮑清華; 姜杏輝; 黃永康; 劉曉莊; 朱文康
地址: 215128 江蘇省蘇州市吳中經濟開發區河東工業園善浦路255號
優先權:
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201010251206.3

授權公告號:

|||||||||102377156B||||||

法律狀態公告日:

2017.04.19|||2015.12.02|||2015.12.02|||2015.01.07|||2012.10.17|||2012.03.14

法律狀態類型:

專利申請權、專利權的轉移|||著錄事項變更|||專利申請權、專利權的轉移|||授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種電力綜合試驗車接地檢測保護裝置,其包括一用于接收導電輪胎接地與車架直接接地的阻抗信號的硬件模擬檢測控制模塊,所述硬件模擬檢測控制模塊連接控制一上電執行電路,所述上電執行電路還連接受控于一軟件數字檢測控制模塊,所述軟件數字檢測控制模塊與所述硬件模擬檢測控制模塊相互連接,所述軟件數字檢測控制模塊用于采集所述硬件模擬檢測控制模塊的中間信息。該接地檢測保護裝置可以檢測出導電輪胎接地與車架直接接地接地阻抗的微小差別,從而有效的判斷是否可靠接地。

權利要求書

1: 一種電力綜合試驗車接地檢測保護裝置, 其特征在于, 包括 : 一用于接收導電輪胎 接地與車架直接接地的阻抗信號的硬件模擬檢測控制模塊 (1), 所述硬件模擬檢測控制模 塊 (1) 連接控制一上電執行電路 (2), 所述上電執行電路 (2) 還連接受控于一軟件數字檢測 控制模塊 (3), 所述軟件數字檢測控制模塊 (3) 與所述硬件模擬檢測控制模塊 (1) 相互連 接, 所述軟件數字檢測控制模塊 (3) 用于采集所述硬件模擬檢測控制模塊 (1) 的中間信息。
2: 根據權利要求 1 所述的電力綜合試驗車接地檢測保護裝置, 其特征在于, 所述硬件 模擬檢測控制模塊 (1) 包括 : 一用于完成導電輪胎接地和車架直接接地的阻抗的差值計算 的輸入阻抗光電隔離取樣電路 (101)、 一用于完成將所述阻抗差值進行指數非線性放大的 指數運算信號擴展電路 (102)、 一用于完成將放大后的阻抗差值信號轉換成脈沖寬度的信 號 - 脈沖寬度自動轉換電路 (103) 以及一用于實現信號濾波和比較功能的信號濾波比較電 路 (104), 所述輸入阻抗光電隔離取樣電路 (101) 連接所述指數運算信號擴展電路 (102), 所述指數運算信號擴展電路 (102) 連接所述信號 - 脈沖寬度自動轉換電路 (103), 所述信 號 - 脈沖寬度自動轉換電路 (103) 連接所述信號濾波比較電路 (104), 所述信號濾波比較電 路 (104) 連接所述上電執行電路 (2)。
3: 根據權利要求 1 所述的電力綜合試驗車接地檢測保護裝置, 其特征在于, 所述軟件 數字檢測控制模塊 (3) 為一基于單片機系統 (304) 的模糊運算自動控制系統, 所述單片 機系統 (304) 設有, 一連接于所述輸入阻抗光電隔離取樣電路 (101) 后的信號采樣 (301) 端口, 一連接于所述指數運算信號擴展電路 (102) 后的指數運算 (302) 端口, 一連接于信 號 - 脈沖寬度自動轉換電路 (103) 后的脈寬采樣 (303) 端口以及一用于與所述上電執行電 路 (2) 連接的模糊運算控制 (305) 端口, 所述的信號采樣 (301)、 指數運算 (302)、 脈寬采樣 (303) 和糊運算控制 (305) 通過所述單片機系統 (304) 內部的程序完成。
4: 根據權利要求 1 或 2 或 3 所述的電力綜合試驗車接地檢測保護裝置, 其特征在于, 所 述軟件數字檢測控制模塊 (3) 還與一上位機 (4) 連接, 所述上位機 (4) 用于進行人機通信。
5: 根據權利要求 3 所述的電力綜合試驗車接地檢測保護裝置, 其特征在于, 所述單片 機系統 (304) 連接一聲、 光報警模塊 (5), 所述的聲、 光報警模塊 (5) 用于在檢測到儀器接地 不良時, 提醒操作人員, 并通知所述單片機系統 (304) 切斷所有儀器電源, 防止因接地不良 而造成事故。
6: 根據權利要求 3 所述的電力綜合試驗車接地檢測保護裝置, 其特征在于, 所述單片 機系統 (304) 連接一 LED 儀器運行指示燈模塊 (6), 所述 LED 儀器運行指示燈模塊 (6) 用于 指示正在運行的儀器, 便于操作人員直觀的了解。

說明書


電力綜合試驗車接地檢測保護裝置

    技術領域 本發明涉及一種高壓電力設備試驗技術領域, 具體的涉及一種電力綜合試驗車接 地檢測保護裝置。
     背景技術 電力綜合試驗車是一種車載式集約化計算機控制試驗系統, 以汽車為載體, 試驗 系統以積木式結構安裝于車內, 由計算機控制完成試驗工作。
     如上述車載儀器的試驗系統均為高壓試驗儀器, 因此可靠的接地是保障人身安全 和試驗工作順利完成的首要任務。
     目前電力綜合試驗車中的試驗系統試驗工作中, 主要是人為接地, 該種接地方法 是避免不了人的疏忽所帶來的生命財產損失的。
     原來的電力綜合試驗車的輪胎是絕緣輪胎, 可較為容易的實現接地與否的檢測, 但為了將車輛在運行中產生的靜電釋放到地, 現有的電力綜合試驗車的輪胎改為了導電輪 胎, 這本身是一種進步, 但在電力設備試驗工作中, 導電輪胎接地不付合電力試驗中接地保 護規程嚴格要求。并且導電輪胎接地與車架直接接地, 接地阻抗只有微小差別。從接地阻 抗轉換成電壓信號的大小來看, 現有的措施已經無法分辯是否已近安全接地。
     發明內容
     為克服現有技術中的不足, 本發明的目的在于提供一種電力綜合試驗車接地檢測 保護裝置, 該接地檢測保護裝置可以檢測出導電輪胎接地與車架直接接地接地阻抗的微小 差別, 從而有效的判斷是否可靠接地。
     為解決上述技術問題, 達到上述技術目的, 本發明采用如下技術方案 :
     一種電力綜合試驗車接地檢測保護裝置, 其包括一用于接收導電輪胎接地與車架 直接接地的阻抗信號的硬件模擬檢測控制模塊, 所述硬件模擬檢測控制模塊連接控制一上 電執行電路, 所述上電執行電路還連接受控于一軟件數字檢測控制模塊, 所述軟件數字檢 測控制模塊與所述硬件模擬檢測控制模塊相互連接, 所述軟件數字檢測控制模塊用于采集 所述硬件模擬檢測控制模塊的中間信息。
     優選的, 所述軟件數字檢測控制模塊還與一上位機連接, 所述上位機用于進行人 機通信。
     進一步的, 所述硬件模擬檢測控制模塊包括 : 一用于完成導電輪胎接地和車架直 接接地的阻抗的差值計算的輸入阻抗光電隔離取樣電路、 一用于完成將所述阻抗差值進行 指數非線性放大的指數運算信號擴展電路、 一用于完成將放大后的阻抗差值信號轉換成脈 沖寬度的信號 - 脈沖寬度自動轉換電路以及一用于實現信號濾波和比較功能的信號濾波 比較電路, 所述輸入阻抗光電隔離取樣電路連接所述指數運算信號擴展電路, 所述指數運 算信號擴展電路連接所述信號 - 脈沖寬度自動轉換電路, 所述信號 - 脈沖寬度自動轉換電 路連接所述信號濾波比較電路, 所述信號濾波比較電路連接所述上電執行電路。進一步的, 所述軟件數字檢測控制模塊為一基于單片機系統的模糊運算自動控制 系統, 所述單片機系統設有, 一連接于所述輸入阻抗光電隔離取樣電路后的信號采樣端口, 一連接于所述指數運算信號擴展電路后的指數運算端口, 一連接于信號 - 脈沖寬度自動轉 換電路后的脈寬采樣端口以及一用于與所述上電執行電路連接的模糊運算控制端口, 所述 的信號采樣、 指數運算、 脈寬采樣和糊運算控制通過所述單片機系統內部的程序完成。
     優選的, 所述單片機系統連接一聲、 光報警模塊, 所述的聲、 光報警模塊用于在檢 測到儀器接地不良時, 提醒操作人員, 并通知所述單片機系統切斷所有儀器電源, 防止因接 地不良而造成事故。
     優選的, 所述單片機系統連接一 LED 儀器運行指示燈模塊, 所述 LED 儀器運行指示 燈模塊用于指示正在運行的儀器, 便于操作人員直觀的了解。
     本發明的工作過程如下 :
     1) 系統開機初始化 ;
     2) 采樣輸入信號, 包括所述導電輪胎接地阻抗和車架直接接地阻抗 ;
     3) 進行信號指數運算 ;
     4) 判斷所得結果是否小于設定值?如果不是, 則儀器斷電, 同時聲光報警, 并通知 上位機, 進行人機通行 ; 如果是, 則采樣脈沖寬度信號 ; 5) 判斷所得脈沖寬度信號是否大于設定值?如果不是, 則儀器斷電, 同時聲光報 警, 并通知上位機, 進行人機通行 ; 如果是, 則儀器上電, 通知上位機進行人機通信, 同時操 作人員可從所述 LED 儀器運行指示燈模塊部分直觀的了解到正在運行的儀器。
     本發明的電力綜合試驗車接地檢測保護裝置, 采用硬件運算自動控制電路 ( 硬件 模擬檢測控制模塊 ) 和單片機軟件模糊運算自動控制 ( 軟件數字檢測控制模塊的雙方案 ), 能夠完成精確判斷車輛導電輪胎接地和車架直接接地的接地阻抗微小區別的功能, 從而正 確的判斷出儀器是否可靠接地。
     附圖說明 圖 1 為本發明的原理框圖。
     圖 2 本發明的一具體實施例的連接示意圖。
     圖 3 為本發明的一實施例的指數運算信號擴展電路圖。
     圖 4 為發明的一實施例的脈沖寬度發生電路圖。
     圖 5 為本發明的一實施例的指數放大器的輸出波形圖。
     圖中標號說明 : 1. 硬件模擬檢測控制模塊, 2. 上電執行電路, 3. 軟件數字檢測控 制模塊, 4. 上位機, 5. 聲、 光報警模塊, 6.LED 儀器運行指示燈模塊, 101. 輸入阻抗光電隔離 取樣電路, 102. 指數運算信號擴展電路, 103. 信號 - 脈沖寬度自動轉換電路, 104. 信號濾波 比較電路, 301. 信號采樣, 302. 指數運算, 303. 脈寬采樣, 304. 單片機系統, 305. 糊運算控 制。
     具體實施方式
     請參見圖 1、 圖 2 所示, 一種電力綜合試驗車接地檢測保護裝置, 其包括一用于接 收導電輪胎接地與車架直接接地的阻抗信號的硬件模擬檢測控制模塊 1, 所述硬件模擬檢測控制模塊 1 連接控制一上電執行電路 2, 所述上電執行電路 2 還連接受控于一軟件數字檢 測控制模塊 3, 所述軟件數字檢測控制模塊 3 與所述硬件模擬檢測控制模塊 1 相互連接, 所 述軟件數字檢測控制模塊 3 用于采集所述硬件模擬檢測控制模塊 1 的中間信息。
     優選的, 所述軟件數字檢測控制模塊 3 還與一上位機 4 連接, 所述上位機 4 用于進 行人機通信。
     進一步的, 所述硬件模擬檢測控制模塊 1 包括 : 一用于完成導電輪胎接地和車架 直接接地的阻抗的差值計算的輸入阻抗光電隔離取樣電路 101、 一用于完成將所述阻抗差 值進行指數非線性放大的指數運算信號擴展電路 102、 一用于完成將放大后的阻抗差值信 號轉換成脈沖寬度的信號 - 脈沖寬度自動轉換電路 103 以及一用于實現信號濾波和比較 功能的信號濾波比較電路 104, 所述輸入阻抗光電隔離取樣電路 101 連接所述指數運算信 號擴展電路 102, 所述指數運算信號擴展電路 102 連接所述信號 - 脈沖寬度自動轉換電路 103, 所述信號 - 脈沖寬度自動轉換電路 103 連接所述信號濾波比較電路 104, 所述信號濾波 比較電路 104 連接所述上電執行電路 2。
     進一步的, 所述軟件數字檢測控制模塊 3 為一基于單片機系統 304 的模糊運算自 動控制系統, 所述單片機系統 304 設有, 一連接于所述輸入阻抗光電隔離取樣電路 101 后的 信號采樣 301 端口, 一連接于所述指數運算信號擴展電路 102 后的指數運算 302 端口, 一連 接于信號 - 脈沖寬度自動轉換電路 103 后的脈寬采樣 303 端口以及一用于與所述上電執行 電路 2 連接的模糊運算控制 305 端口, 所述的信號采樣 301、 指數運算 302、 脈寬采樣 303 和 糊運算控制 305 通過所述單片機系統 304 內部的程序完成。
     優選的, 所述單片機系統 304 連接一聲、 光報警模塊 5, 所述的聲、 光報警模塊 5 用 于在檢測到儀器接地不良時, 提醒操作人員, 并通知所述單片機系統 304 切斷所有儀器電 源, 防止因接地不良而造成事故。
     優選的, 所述單片機系統 304 連接一 LED 儀器運行指示燈模塊 6, 所述 LED 儀器運 行指示燈模塊 6 用于指示正在運行的儀器, 便于操作人員直觀的了解。
     如圖 3 所示, 是本發明一實施例的指數運算信號擴展電路圖, 它選用了低漂移, 低 噪聲, 高阻輸入的運放, 并選用了三極管 “對管” , 來抵消溫度產生的漂移。它的輸出表式可 以證明為 :
     式中 Vi =輸入信號 ; Vre =基準電壓 ; τ =常數。
     指數運算信號擴展電路的輸出, 是一個變型的正弦半波, 如圖 5 所示, 顯示了車輛 導電輪胎接地和車架直接接地的原始波形和經過指數非線性放大電路輸出波形。從圖 5 中 可以看出, 兩種情況, 經過指數非線性放大, 它們的幅值和底部已經相差很多, 如圖 4 所示, 為本發明的一實施例的脈沖寬度發生電路, 本質上它是一個比較器電路, 車架直接接地的 情況下, 予調可變電阻器 W2 使脈沖寬度為 2.5mS, 電輪胎接地時約為 1mS。經過比較器后, 得到了寬度不同的脈沖。由于脈寬已經相差很大, 可以簡單地通過濾波積分, 比較后, 就能 夠精確判斷車輛導電輪胎接地還是車架直接接地的接地, 控制上電繼電器, 為儀器供電。
     以上僅是本發明的具體應用范例, 對本發明的保護范圍不構成任何限制。凡采用
     等同變換或者等效替換而形成的技術方案, 或任何對本發明中所述車輛導電輪胎接地和車 架直接接地的檢測方法, 均落在本發明權利保護范圍之內。

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電力 綜合 試驗 接地 檢測 保護裝置
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