方案进行研究。
关键词：验电传感器；接地；检测装置
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）09-0108-02
1 验电功能
1.1 可行性分析
产品化的验电器在技术、安全等方面均已成熟。无论接触式还是非接触式，大都为手持式的声光报警装置。通过电磁感应原理，或高阻抗器件检测高压电，若线路带有高压电压，则装置内部会生成相应的弱电信号，经由放大处理后，产生振荡交流电压，驱动相应的声光报警元件。
我们所要做的，无非是从现有验电器中引出其声光报警信号，并依据该信号的形式设计相应的电路，从而驱动接地检测装置的内部检测电路，进而可通过本检测装置的无线局域网络将相关信息发送回控制室。
1.2 实施方案说明
1.2.1 验电传感器的解决途径
寻求有资质的验电器生产厂家合作，提出我们的技术要求。在保证质量、安全、灵敏度等前提下，提供一个电气接口，该电气接口只需要两根引线，将其内部的报警信号引出即可。
在我们的接地检测装置中设计针对该信号的接口电路，电路的具体形式需要依据信号的情形来确定。
1.2.2 设备结构解决方案
验电传感器可与地线挂钩一体安装，在挂接地线时，操作人员可先行验电，图1为装置的结构示意图。
在原设计方案上增加一个输入接口单元，该单元用于处理来自验电传感器的电信号，将该信号转换成与接地检测装置兼容的电平信号，并输送给主电路，主电路将检测结果通过无线局域网络传送回主控制室。
接地检测装置自带电池供电，无需单独接引供电电源，装置可移动，用毕即可收回。为电池进行充电的充电机也是本系统提供的一个附属装置。
1.2.3 设备使用程序
①现场组装，将验电传感器与接地挂钩固定在一起。
②验电传感器的电气引线与接地检测装置的输入接口单元连接。
③打开接地检测装置的电源开关。
④进行验电操作。若电缆带电，现场会有声光报警，控制室内的电脑屏幕也会有报警显示（这通常会有3 s以内的滞后）。
⑤若一切正常，则将接地线接地，并连接与检测装置的接头。
2 远端接地检测功能
目的是检测某一传输线路在对方变电站的接地状态。
2.1 可行性分析
长距离均匀介质传输线的波过程，当采用高频信号时，可近似为无损耗传输线。结合故障测距技术，可实现对终端接地状态的判断。相对于故障测距，由于不需要计算接地点的相对距离，因而系统的计算量要大大减少，也相对简单，容易实现。
当终端开路或短路时，从始端施加高频正弦交流信号，稳态情况下，由于终端的全反射（终端开路）或负反射（终端短路），会在传输线上形成驻波现象。终端开路时，理想状态下，始端的电压有效值等于施加的电源电压有效值，而电流有效值为零；反之，始端电流有效值等于电源电压有效值除以波阻抗，而电压有效值为零。
利用上述特点，在始端检测电压、电流有效值，可对终端的接地状态给出一个可靠性较高的检测结论。
2.2 实施方案说明
2.2.1 系统硬件框图
系统的硬件框图如图2所示。
关于图2的几点说明如下：
①远端接地检测装置相对独立，主控制芯片可采用MCS51单片机。
②装置的供电可能需要独立电源。由于接地检测装置（ZigBee无线通讯节点）是可移动、电池供电的设备，可能无法向远端接地检测装置提供足够的功率。
③如果信号频率足够高，传输线损耗可以忽略，而我们选择的电池容量足够大（这一点受体积限制），若能够实现两套装置统一由电池供电，则可将两个接地检测装置整合为一体，由于无需现场布线，系统的实用性会大大增强。这一设想是否可行，尚需进一步调研和试验。目前还不能下结论。
④图2中，电压、电流检测电路采用PT和CT实现，经过简单的波形处理后，生成数字开关量信号，CPU经过ON/OFF逻辑判断，得到传输线路始端驻波形态，进而得到远端接地状态。将结论传送给ZigBee节点（图2中的“接地检测装置”），由其发送回主控制室。由于我们的检测功能相对简单（无需计算接地点距离），因此也可以采用更为简单的电路形式，例如双向光电耦合器等。
⑤远端接地检测装置的体积可能比较大。
2.2.2 远端接地检测与本站接地检测装置的配合使用
当本站检修任务完成，接地线（接地刀闸）断开后，利用远端接地检测功能对传输线终端的接地状态进行一次检测，为能否合闸给出一个参考依据。结合本装置的使用特点，建议远端接地检测工作在本地接地状态解除后进行。
当本地挂接地线与大地断开后，应随即将接地线与检测装置之间的电气接头断开（参见图1），此时ZigBee节点将通知远端接地检测装置进行一次远端接地状态的检测，检测结果经由ZigBee节点传送到主控制室（见图2）。
3 完整的系统组成结构
将上述两项功能应用到“接地检测装置（ZigBee节点）”后，系统的组成结构示意图如图3所示。
如果能够解决电池统一供电问题，就能将两个检测装置结合成一个整体。
正常的操作应当是：在接地挂钩未取下时，首先断开与接地检测装置的电气接头，同时解除本地接地状态，此时系统会自动监测远端接地状态，并发送回主控制室。然后再卸除接地线及其它设备。
4 结 语
文章对接地检测装置中两个附加功能的可行性作了说明，并提出了解决方案，具有一定的实际应用价值，可为工作实践提供参考。
参考文献：
[1] 林瑶瑶.基于ZigBee的现场参数无线检测装置的研究与设计[D].大连：大连理工大学，2009.
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