一种线路的带电显示装置及线路的带电识别方法

技术领域

本申请涉及互联网技术领域，尤其涉及一种线路的带电显示装置及线路的带电识别方法。

背景技术

10kV开关停电是现阶段运行人员操作次数较多、且与带电设备最为临近的操作任务。由于大多数开关柜为铠装全封闭式，无法进行直接验电，故进行断开关前，操作人员必须通过检查带电显示装置从有电变为无电，从而判断线路无压。但目前带电显示装置质量普遍欠佳，加之线路跳闸或调度切断开关等情况，操作人员到达现场时带电显示装置为熄灭状态，无法通过带电显示装置的变化进行间接验电。因此，研制一种安全高效的带电显示装置，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种线路的带电显示装置及线路的带电识别方法，同步收集开关位置及设备出现带电情况，自动检测设备的状态是否相符，发现异常情况时对现场操作人员进行警示，有效防止带负荷拉刀闸、带电合接地刀闸等误操作事件的发生。

第一方面，本发明实施例提供了一种线路的带电显示装置，该装置包括：电压采集模块、数据处理模块以及蜂鸣器报警模块；

所述电压采集模块与所述数据处理模块连接，用于分别获取线路的三相的相电压采集结果，并将所述相电压采集结果发送至数据处理模块；

所述数据处理模块，与蜂鸣器报警模块连接，用于采集线路上设置的开关的状态，并通过接收到的相电压采集结果与所述开关的状态，确定线路是否处于异常带电状态；若处于异常带电状态，则通过所述蜂鸣器报警模块进行报警。

进一步的，所述线路的带电显示装置还包括：

时钟模块，与所述数据处理模块连接，用于为所述数据处理模块提供时钟信息；

所述数据处理模块，还用于根据相电压采集结果，确定线路的三相的带电状态，并在所述线路的三相的带电状态发生变化时，基于所述时钟信息进行带电状态变更记录。

进一步的，所述线路的带电显示装置还包括：

屏幕显示模块，与所述数据处理模块连接，用于显示所述三相的带电状态，并显示三相的带电状态发生变化时的时间。

进一步的，所述数据处理模块，具体用于：

若通过接收到的相电压采集结果确定所述三相的带电状态为至少一相带电，且所述开关的状态为关断状态，确定线路处于异常带电状态，并通过所述蜂鸣器报警模块进行报警。

进一步的，所述数据处理模块，包括PCB电路板及单片机；

所述PCB电路板，设置有信号预处理电路和隔离放大电路；

所述信号预处理电路，用于将三相的相电压进行转换，得到三相的相电压采集结果；

所述隔离放大电路，用于对所述三相的相电压采集结果进行放大处理，并传输至所述单片机；

所述单片机，用于对所述三相的相电压采集结果进行识别，确定是否存在带电状态发生变化。

进一步的，所述三相的相电压采集结果的采集频率为每秒钟20次。

进一步的，所述单片机型号为C8051F340。

进一步的，所述电压采集模块包括三个电容式传感器；

所述电容式传感器分别设置于线路的三相，且所述电容式传感器通过屏蔽电缆与所述数据处理模块连接。

第二方面，本发明实施例还提供了一种线路的带电识别方法，该方法包括：

分别获取线路的三相的相电压采集结果；

采集线路上设置的开关的状态，并通过接收到的相电压采集结果与所述开关的状态，确定线路是否处于异常带电状态；若处于异常带电状态，则通过蜂鸣器进行报警。

进一步的，所述方法还包括：

根据相电压采集结果，确定线路的三相的带电状态，并在所述线路的三相的带电状态发生变化时，基于时钟信息进行带电状态变更记录。

本发明实施例公开了一种线路的带电显示装置及线路的带电识别方法。该装置包括：电压采集模块、数据处理模块以及蜂鸣器报警模块；所述电压采集模块与所述数据处理模块连接，用于分别获取线路的三相的相电压采集结果，并将所述相电压采集结果发送至数据处理模块；所述数据处理模块，与蜂鸣器报警模块连接，用于采集线路上设置的开关的状态，并通过接收到的相电压采集结果与所述开关的状态，确定线路是否处于异常带电状态；若处于异常带电状态，则通过所述蜂鸣器报警模块进行报警。采用本发明实施例的技术方案，同步收集开关位置及设备出现带电情况，自动检测设备的状态是否相符，发现异常情况时对现场操作人员进行警示，有效防止带负荷拉刀闸、带电合接地刀闸等误操作事件的发生。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种线路的带电显示装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种线路的带电显示装置功能结果分解图；

图3是本发明实施例二提供的一种线路的带电显示装置的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种输入信号预处理电路图；

图5是本发明实施例提供的一种隔离放大电路图；

图6是本发明实施例提供的一种带电显示装置模型图；

图7是本发明实施例三提供的一种线路的带电识别方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种线路的带电显示装置的结构示意图。本发明实施例的技术方案可以适用于线路的带电显示的场景中。

如图1所示，本发明实施例中提供的线路的带电显示装置包括：电压采集模块110、数据处理模块120以及蜂鸣器报警模块130；

所述电压采集模块110与所述数据处理模块120连接，用于分别获取线路的三相的相电压采集结果，并将所述相电压采集结果发送至数据处理模块；

所述数据处理模块120与蜂鸣器报警模块130连接，用于采集线路上设置的开关的状态，并通过接收到的相电压采集结果与所述开关的状态，确定线路是否处于异常带电状态；若处于异常带电状态，则通过所述蜂鸣器报警模块进行报警。

在线路跳闸或调度人员将开关断开时，带电显示装置为熄灭状态，操作人员无法通过带电显示装置的变化进行间接验电。例如在带负荷拉刀闸时，切断负荷电流的瞬间，电气会拉弧，电流值也会变得较大，远远超过刀闸的负荷电流，同时会产生高温，会造成电弧伤人、烧坏设备以及相间飞弧短路的情况，严重时会引起重大事故；另外，若带电显示装置没有停电，就合上接地刀闸，电路间形成三相短路，会造成人员受电弧光伤害以及设备损坏等严重后果。

在本实施例中电压采集模块110分别获取线路的三相的相电压采集结果。其中，线路的三相可以是指线路中火线的A相、B相和C相；相电压可以是指火线的A相、B相和C相中任一相线与零线之间的电压，例如可以是A相相线与零线之间的电压，该相电压可以是10kV。

电压采集模块110将获取的相电压采集结果经过屏蔽电缆传输至数据处理模块。屏蔽电缆可以是指在传输电缆外加屏蔽层的方式形成抗外界电磁干扰能力的电缆，可以有效的屏蔽高压环境带来的影响。

数据处理模块120可以是指一个多功能嵌入式通信控制器，能把不同的设备连接在一起，例如数据处理模块120接收电压采集模块110发送的相电压采集结果，根据相电压采集结果与开关状态确定线路是否处于异常状态，并将异常带电状态通过蜂鸣器报警模块130进行报警。

其中，开关状态可以是指线路为开启状态还是关断状态。

异常状态可以是指物体处于非正常条件下的一种工作状态，例如可以是相电压采集结果正常但开关处于关断状态，则判断线路处于异常状态。

蜂鸣器报警模块130可以是指在确定线路处于异常时发出警报提示的模块，所述蜂鸣器包含但不限于HYE-1605P型有源蜂鸣器。可选的，电压采集模块110是利用电容分压原理，分别采用三个电容式传感器对应线路的A相、B相和C相，独立并实时感应获得线路的三相相电压，再经过屏蔽电缆传送到数据处理模块，降低高压电磁环境对传感器以及电压数据的影响。所述电容式传感器分别设置于线路的三相，且所述电容式传感器通过屏蔽电缆与所述数据处理模块连接。

数据处理模块120，若通过接收到的相电压采集结果确定所述三相的带电状态为至少一相带电，且所述开关的状态为关断状态，确定线路处于异常带电状态，并通过所述蜂鸣器报警模块进行报警。

其中，通过电压采集模块实时获取线路的三相的相电压，能够实时检测带电显示装置是否带电，避免带电合接地刀闸等事件的发生；经过屏蔽电缆传输相电压采集结果至数据处理模块，使用屏蔽电缆能够降低高压电磁环境对传感器以及电压数据的影响，有效的屏蔽高压环境带来的影响；通过所述蜂鸣器报警模块进行报警，能够及时提醒工作人员，避免发生意外。

本技术方案中，可选的，所述线路的带电显示装置还包括：

时钟模块140，与所述数据处理模块120连接，用于为所述数据处理模块提供时钟信息；

所述数据处理模块，还用于根据相电压采集结果，确定线路的三相的带电状态，并在所述线路的三相的带电状态发生变化时，基于所述时钟信息进行带电状态变更记录；

屏幕显示模块150，与所述数据处理模块120连接，用于显示所述三相的带电状态，并显示三相的带电状态发生变化时的时间。

其中，时钟模块140可以是指能够提供年、月、日、分和秒等时间信息的模块。例如，时钟模块140可以是采用DS3231的一款高精度I2C实时时钟器件。该模块包含电池输入端，断开主电源时仍可保持精确计时，能保存秒、分、时、星期、日期、月以及年等信息。时钟模块DS3231与单片机通过I2C双向串行总线传输地址与数据。

I2C双向串行总线可以是指仅使用两条线在设备之间进行数据的传输，是一种双向二线制同步串行总线。I2C总线中SDA(串行数据)可以是指时钟模块和单片机发送和接收数据的线路；SCL(串行时钟)可以是指承载时钟信号的线路。

屏幕显示模块150可以是指对三相带电情况进行显示的模块，例如可以采用HJ1602A工业字符型液晶显示模块，能够同时显示16*2即32个字符(16列2行)，通过单片机对HJ1602A显示模块输入指令，可以实现在屏幕显示模块上显示三相带电情况以及线路通断电的时间。

其中，通过时钟模块为数据处理模块提供时钟信息；屏幕显示模块显示所述三相的带电状态，并显示三相的带电状态发生变化时的时间，便于操作工人查看带电显示装置是否带电、三相带电状态是否发生变化以及三相带电状态发生变化时的时间。

如图2所示为线路的带电显示装置功能结果分解图，数据处理模块120以及时钟模块140实现了对线路的实时监测功能；蜂鸣器报警模块130实现了报警功能；屏幕显示模块150以及线路的带电显示装置的轻触按键实现人机交互功能。

在本发明实施例中，电压采集模块110与数据处理模块120连接，将获取的相电压采集结果发送至数据处理模块；数据处理模块120与蜂鸣器报警模块130连接，用于对线路出现异常时进行警报处理；时钟模块140与数据处理模块120连接，用于为所述数据处理模块提供时钟信息；屏幕显示模块150与所述数据处理模块120连接，用于显示所述三相的带电状态，并显示三相的带电状态发生变化时的时间。采用本发明实施例的技术方案，同步收集开关位置及设备出现带电情况，自动检测设备的状态是否相符，识别出异常情况时对现场操作人员进行警示，有效防止带负荷拉刀闸、带电合接地刀闸等误操作事件的发生，为现场工作人员的线路控制操作提供了更加安全高效的保护。

实施例二

图3是本发明实施例二中提供的一种线路的带电显示装置的结构示意图，本实施例在上述实施例的基础上进行细化，本实施例可以与上述实施例中各个可选方案结合。可选的，在本发明实施例中所述数据处理模块120包括PCB电路板121及单片机122；

所述PCB电路板121，设置有信号预处理电路1211和隔离放大电路1212；

所述信号预处理电路1211，用于将三相的相电压进行转换，得到三相的相电压采集结果；

所述隔离放大电路1212，用于对所述三相的相电压采集结果进行放大处理，并传输至所述单片机；

所述单片机122，用于对所述三相的相电压采集结果进行识别，确定是否存在带电状态发生变化。

其中，信号预处理电路1211可以是指对信号进行转换的电路，例如可以是对电荷-电压进行转换、对电流-电压进行转换、对频率-电压进行转换以及对阻抗进行转换等，从而得到相电压采集结果。所述三相的相电压采集结果的采集频率可以是20次/秒。

隔离放大电路1212是一种特殊的测量放大电路，可以将信号预处理电路转换的信号进行放大，能在噪声环境下以高阻抗、高共模抑制能力传送信号。

单片机122是一种集成电路芯片，把具有数据处理能力的芯片集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。例如可以是型号为C8051F340的单片机，具有可靠性高、处理功能强、速度快以及使用方便等特点。

其中，通过设置信号预处理电路和隔离放大电路，能够对采集的相电压信号进行转换，并将转换后的电信号经过放大后传输至单片机，对相电压采集结果进行识别，实现对带电显示装置的自动检测。

可选的，信号预处理电路1211的功能是起到保护和电流-电压转换作用，如图4所示，通过气体放电管G3和TVS管D3对外部浪涌电流及电磁干扰进行吸收；共模电感U3对共模干扰信号的滤波；为防止输入电压超过后续电路输入量程，通过二极管D6以及D9进行限幅；再通过电阻R5将电流信号转换为电压信号送入后级隔离放大电路。

隔离放大电路1212采用集成的Mornsun系列隔离放大模块，如图5所示，采用集成的Mornsun系列完成强电侧信号与弱电侧信号的隔离，并送至单片机C8051F340进行逻辑判断。

单片机C8051F340采用1S执行20次的循环监视，如图6所示实现逻辑为：首先循环程序判断是否进行自检，该自检信号由带电显示装置外壳上的自检按钮控制电路使单片机C8051F340的引脚由低电位变高电位，进而单片机C8051F340给信号预处理电路发送自检电压信号，装置自检正常时A相、B相以及C相指示灯亮，自检灯亮，以及蜂鸣器发出蜂鸣声报警；单片机通过对比前一次获得的线路三相相电压Ua0、Ub0以及Uc0和本次获得的线路三相相电压Ua1、Ub1以及Uc1，当Ua1、Ub1以及Uc1大于设定值，则对应指示灯亮，例如设定值为1，当Ua1大于1时，对应的A相指示灯亮；当Ua1、Ub1以及Uc1小于设定值，则对应指示灯不亮，例如设定值为0，当Ua1小于0时，对应的A相指示灯不亮；如果Ua0大于Ua1或Ub0大于Ub1或Uc0大于Uc1，则单片机控制时钟模块记录对应A相、B相以及C相断电时间，如果Ua0小于Ua1或Ub0小于Ub1或Uc0小于Uc1，则记录对应A相、B相以及C相通电时间；通过单片机接入线路开关的辅助触点，可以实现开关分闸时记录分闸时间功能；当判断开关处于分闸位置，且Ua0小于Ua1或Ub0小于Ub1或Uc0小于Uc1，则说明线路对侧反充电，立即发出蜂鸣声警报，提醒现场工作人员。

在本发明实施例中，信号预处理电路将三相的相电压进行转换，得到三相的相电压采集结果；隔离放大电路对所述三相的相电压采集结果进行放大处理，并传输至所述单片机；单片机对所述三相的相电压采集结果进行识别，确定是否存在带电状态发生变化。采用本发明实施例的技术方案，实现功能更加全面，对线路带电时间、断电时间以及开关分闸时间的记录，发现异常情况时立即发出蜂鸣声警报，提醒现场工作人员，为现场工作人员的停电操作提供了更加安全高效的保护。

实施例三

图7是本发明实施例三提供的一种线路的带电识别方法的流程图，本发明实施例的技术方案可适用于带电识别的情况，尤其适用于线路的带电识别的情形，该方法可由本发明任意实施例中所提供的线路的带电显示装置来执行。如图7所示，本发明实施例中提供的线路的带电识别方法具体包括以下步骤：

S710、分别获取线路的三相的相电压采集结果。

在上述实施例的基础上，可选的，还包括：分别采用三个电容式传感器获取线路的三相的相电压采集结果；

所述电容式传感器分别设置于线路的三相，且所述电容式传感器通过屏蔽电缆与所述数据处理模块连接。

S720、采集线路上设置的开关的状态，并通过接收到的相电压采集结果与所述开关的状态，确定线路是否处于异常带电状态；若处于异常带电状态，则通过蜂鸣器进行报警。

在上述实施例的基础上，可选的，还包括：若通过接收到的相电压采集结果确定所述三相的带电状态为至少一相带电，且所述开关的状态为关断状态，确定线路处于异常带电状态，并通过所述蜂鸣器报警模块进行报警。

在上述实施例的基础上，可选的，所述数据处理模块，包括PCB电路板及单片机；

所述PCB电路板，设置有信号预处理电路和隔离放大电路；

所述信号预处理电路，用于将三相的相电压进行转换，得到三相的相电压采集结果；

所述隔离放大电路，用于对所述三相的相电压采集结果进行放大处理，并传输至所述单片机；

所述单片机，用于对所述三相的相电压采集结果进行识别，确定是否存在带电状态发生变化。

在上述实施例的基础上，可选的，所述三相的相电压采集结果的采集频率为20次/秒。

在上述实施例的基础上，可选的，所述单片机型号为C8051F340。

S730、根据相电压采集结果，确定线路的三相的带电状态，并在所述线路的三相的带电状态发生变化时，基于时钟信息进行带电状态变更记录。

S740、基于显示所述三相的带电状态，并显示三相的带电状态发生变化时的时间。

本发明实施例中所提供的线路的带电识别方法可应用于上述本发明任意实施例中所提供的线路的带电显示装置，具备该线路的带电显示装置相应的功能和有益效果，未在上述实施例中详尽描述的技术细节，具体可参见本申请任意实施例中所提供的线路的带电显示装置。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。