衛(wèi)星授時遠程無線核相儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)檢測裝置，即衛(wèi)星授時遠程無線核相儀。它由甲、乙兩套獨立使用系統(tǒng)和移動通信電話組成；每套系統(tǒng)包括衛(wèi)星授時接收主機一個、通用采集器X、Y各一個；環(huán)網(wǎng)柜用采集器A、B各一個；中置柜用采集器A1，A2，B1，B2，C1，C2。所述的通用采集器X、Y；環(huán)網(wǎng)柜用采集器A、B；中置柜用采集器A1，A2，B1，B2，C1，C2分別由外殼、電路板、發(fā)射模塊組成，將采集的場強相位信號發(fā)射給主機。集多種核相功能于一體，一套核相器可完成環(huán)網(wǎng)柜、分接箱、變壓器及電線電纜的核相工作，通用性強，避免了設備的重復購買。
【專利說明】衛(wèi)星授時遠程無線核相儀
[0001]

【技術領域】 本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)檢測裝置，即衛(wèi)星授時遠程無線核相儀。

【背景技術】
[0002] 在現(xiàn)有技術中，1、電纜化改造：在電纜改造過程中經(jīng)常發(fā)生部分用戶、分支線路 改接到其它饋線的現(xiàn)象。由于不同饋線間距離較遠，無法事先判斷相位、相序，在施工時現(xiàn) 行改接，待送電后相序錯誤再停電改接，造成電纜化工程的送電過程復雜，導致停電時間延 長，施工成本提高。多功能超遠距離衛(wèi)星授時無線核相儀能在電纜搭接前先行檢測需聯(lián)網(wǎng) 的兩個開關站的各自相位，則保證一次聯(lián)網(wǎng)成功。2、相色標識：配電系統(tǒng)因線路分支多， 常有一回線路經(jīng)過幾段電纜和幾段架空線路，或由于相序牌丟失、原始相位圖不完善、相色 及字跡不清、難以保證線路的前段和后段的相位相同，也容易造成變內電源點母線找一個 基準相色，把覆蓋范圍內線路的相位統(tǒng)一，做好相色標識，完善線路檔案。
[0003] 3、環(huán)網(wǎng)柜核相：由于環(huán)網(wǎng)柜生產(chǎn)廠家眾多，感應點接線標準和方法不統(tǒng)一，有可能 造成環(huán)網(wǎng)柜內感應點引線接錯，本產(chǎn)品可以判斷環(huán)網(wǎng)柜內是否接錯，10kV電纜是否有接反， 正確完成核相，并可實現(xiàn)高壓線路和環(huán)網(wǎng)柜（二次低壓感應核相）跨電壓等級之間的遠距離 核相，還能完成兩個開關站環(huán)網(wǎng)柜之間的遠距 離感應點核相。4、由于城網(wǎng)改造電纜化，針對電纜分接箱密封的電纜終端搭接頭可以 做感應電壓核相。5、采用超高壓地面感應式核相方法可以提高核相操作的安全性，縮短供 電時間，降低經(jīng)濟成本，也可在雨天及特殊環(huán)境下進行核相工作。
[0004] 目前國內外核相設備主要有線接觸式核相儀、無線近距離聲光核相儀、無線近距 離數(shù)顯核相儀三種。（1)有線接觸式核相儀基本結構及技術：主要由兩個絕緣桿串高阻電 阻，兩桿之間有電流顯示核相結果，測量距離小于5米，電壓等級為0. 6kV-35kV。不足之處： 核相距離近，兩絕緣桿存在安全隱患。（2)無線聲光近距離核相儀基本結構及技術：由兩個 采集器構成，測量距離小于30米，電壓等級為0. 38kV-220kV。不足之處：核相距離近，不能 測相序。（3)無線數(shù)顯近距離核相儀基本結構及技術：由兩個采集器和接收主機組成，測量 距離小于150米，電壓等級為0. 38kV-220kV。不足之處：測量66kV以上時對絕緣桿的絕緣 性要求高，核相距離近。


【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對上述不足而提供一種遠距離、功能全、攜帶方便的衛(wèi)星授時 遠程無線核相儀。
[0006] 本發(fā)明的技術解決方案是：衛(wèi)星授時遠程無線核相儀由甲、乙兩套獨立使用系統(tǒng) 和移動通信電話組成；每套系統(tǒng)包括衛(wèi)星授時接收主機1個、通用采集器Χ、γ各1個；環(huán)網(wǎng) 柜用采集器八、8各1個；中置柜用采集器4142,81，82，(：1，02。所述的通用采集器乂、￥ ;環(huán) 網(wǎng)柜用采集器A、Β ;中置柜用采集器Al，Α2, Bl，Β2, Cl，C2分別由外殼、電路板、發(fā)射模塊組 成，將采集的場強相位信號發(fā)射給主機。所述的主機由外殼、顯示屏、電路板、接收模塊組 成，用于接收采集器無線信號、得出測量結果。即甲乙兩端設備分別由衛(wèi)星授時主機，采集 器，移動通信電話組成。
[0007] 采集器：采用數(shù)字技術對工頻電壓交流信號初相角過零信號采集，對信號進行處 理、校正、整形后取上升沿信號送到無線發(fā)射模塊發(fā)射。
[0008] 衛(wèi)星授時接收主機：接收主機通過無線接收模塊將采集器發(fā)射的上升沿信號輸出 信號進行濾波、整形、數(shù)據(jù)處理后，與衛(wèi)星授時秒脈沖上升沿比較時間差換算成度數(shù)，雙方 通過手機進行度數(shù)校對，如果甲乙兩端是同相，那么兩端的工頻相位信號上升沿與秒脈沖 的上升沿時間差也相同，通過比較甲乙雙方的度數(shù)差值定性出"同相"；如果甲乙兩端不同 相，那么兩端的工頻相位信號上升沿與秒脈沖的上升沿時間差也不相同，通過比較甲乙雙 方的度數(shù)差值定性出"不同相"，順相序和逆相序。
[0009] GPS衛(wèi)星授時技術：全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System, GPS)由一組美 國國防部在1978年開始陸續(xù)發(fā)射的衛(wèi)星所組成，共有24顆衛(wèi)星運行在6個地心軌道平面 內，根據(jù)時間和地點，地球上可見的衛(wèi)星數(shù)量一直在4顆至11顆之間變化。GPS時鐘是一 種接受GPS衛(wèi)星發(fā)射的低功率無線電信號，通過計算得出GPS時間的接受裝置。為獲得準 確的GPS時間，GPS時鐘必須先接受到至少4顆GPS衛(wèi)星的信號，計算出自己所在的三維位 置。在已經(jīng)得出具體位置后，GPS時鐘只要接受到1顆GPS衛(wèi)星信號就能保證時鐘的走時 準確性。時鐘同步誤差：由GPS時鐘的精度所決定。對1PPS輸出，以脈沖前沿為準時沿， 精度一般在幾十ns至1 μ s之間；對IRIG-B碼和RS-232串行輸出，如以中科院國家授時中 心的地鐘產(chǎn)品為例，其同步精度以參考碼元前沿或起始相對于1PPS前沿的偏差計，分別達 0· 3 μ s 和 0· 2ms。
[0010] 遠程衛(wèi)星授時核相系統(tǒng)：遠程衛(wèi)星授時核相系統(tǒng)，包括甲端設備和乙端設備兩部 分，兩端設備包括衛(wèi)星授時主機，采集器和移動通信電話。甲端設備和乙端設備分處兩地， 它們之間的相位信息的傳遞充分利用了電話網(wǎng)絡資源：各設備之間采用無線傳輸技術，大 大提高了系統(tǒng)使用的安全性與靈活性，保證了傳輸?shù)目煽啃?，提高了測量精度。遠程衛(wèi)星授 時核相系統(tǒng)是由甲端設備和乙端設備組成，實現(xiàn)分處兩地的電力線相位差的測量，采用了 全球定位系統(tǒng)GPS的授時技術，系統(tǒng)需要至少三顆GPS衛(wèi)星的支持為兩地提供統(tǒng)一的時間 基準(最大誤差< 100us)。
[0011] 技術特性： 1、一套遠程核相儀可分為兩臺近程核相儀單獨使用。每套系統(tǒng)可獨立實現(xiàn)：定性測 量一同相、不同相；定量測量一相位角度顯示；測相序一順相序、逆相序；電壓等級 顯示；驗電。
[0012] 2、具備智能語音系統(tǒng)功能：（1)語音提示主機和采集器各種工作狀態(tài)；（2)語音自 動指導核相器操作全過程(開機后語音自動開啟，如關閉語音直接按下"語音"鍵)。
[0013] 3、主機顯示各采集器所測點的電壓等級。
[0014] 4、主機內部有兩種時鐘信號（1)衛(wèi)星時鐘（2)本機內部高精時鐘。
[0015] 5、本機時鐘40分鐘搜不到衛(wèi)星時鐘信號將自動停止。
[0016] 6、中置柜核相系統(tǒng)組成：主機、中置柜用采集器Al，A2, Bl，B2, Cl，C2。
[0017] 7、測試數(shù)據(jù)兩種顯示模式：數(shù)據(jù)智能模式(開機默認狀態(tài))、數(shù)據(jù)實顯模式(按住 "下翻"鍵15秒以上，屏幕有*出現(xiàn)即可)。
[0018] 8、本機三種核相模式：遠程核相模式(開機默認狀態(tài))、本地核相模式(按一下轉換 鍵)、中置柜核相模式(按兩下模式鍵)。
[0019] 9、匹配開關：按兩下主機上的"設置"鍵轉換到"采集器匹配模式"，此時屏幕左上 方連續(xù)閃動表示系統(tǒng)正常能夠進行匹配，然后按住采集器底部匹配開關5秒以上進行匹配 (主機屏幕上顯示相對應采集器已匹配)，匹配完畢后可與主機互相通訊(注：采集器出廠前 已匹配完畢，無需重新匹配)。
[0020] 遠程核相模式技術指標： 1、測量精度：<6°。
[0021] 2、同相定性：衛(wèi)星時鐘< 20°，本機時鐘< 20°。
[0022] 3、實時顯示 00Γ - 360°。
[0023] 4、核相時甲乙主機之間核相距離彡500km。
[0024] 5、主機和采集器的視距傳輸距離為彡100m。
[0025] 6、通用采集器X、Y所測交流電壓等級為15V - 220kV。
[0026] 7、環(huán)網(wǎng)柜用采集器A、B所測交流電壓等級為IV - 500V。
[0027] 8、主機電池電壓為6V±1V。
[0028] 9、采集器X、Y、A、B電池電壓為6V±1. 5V。
[0029] 10、工作環(huán)境：-35°C -+6(TC濕度：彡 95% RH。
[0030] 11、儲存環(huán)境：-40°C -+60°C濕度：彡 95% RH。
[0031] 本地核相模式技術指標： 1、測量精度：<6°。
[0032] 2、同相定性：主機顯示度數(shù)< 15°。
[0033] 3、實時顯示 001。一 360。。
[0034] 4、主機和采集器的視距傳輸距離為彡100m。
[0035] 5、通用采集器X、Y所測交流電壓等級為15V - 220kV。
[0036] 6、環(huán)網(wǎng)柜用采集器A、B所測交流電壓等級為IV - 500V。
[0037] 7、主機電池電壓為6V±1V。
[0038] 8、采集器X、Y、A、B電池電壓為6V±1. 5V。
[0039] 9、主機工作電流彡80mA。
[0040] 10、采集器X、Y電流彡5mA。
[0041] 11、主機工作時間：高能5號電池可連續(xù)工作8小時。
[0042] 12、采集器工作時間：可連續(xù)工作4小時。
[0043] 13、工作環(huán)境：_35°C - +60°C濕度：彡 95% RH。
[0044] 14、儲存環(huán)境：-40°C - +60°C濕度：彡 95% RH。
[0045] 中置柜核相技術指標： 1、測量精度<6°。
[0046] 2、同相定性：主機顯示度數(shù)< 15°。
[0047] 3、實時顯示 00Γ - 360°。
[0048] 4、主機和采集器的視距傳輸距離彡5m。
[0049] 5、所測交流電壓等級為6kV - 35kV。
[0050] 6、采集器電池電壓為4. 5V±1. 5V。
[0051] 7、工作環(huán)境：-35°C - +60°C濕度：彡 95% RH。
[0052] 8、儲存環(huán)境：-40°C - +60°C濕度：彡 95% RH。
[0053] 本發(fā)明的優(yōu)點是：1、實現(xiàn)超遠距離核相，將GPS衛(wèi)星授時技術應用到核相器上，解 決了傳統(tǒng)無線核相器核相距離短（1〇〇米左右)的難題，實際核相距離可達500公里以上，實 現(xiàn)了技術突破。2、集多種核相功能于一體，一套核相器可完成環(huán)網(wǎng)柜、分接箱、變壓器及電 線電纜的核相工作，通用性強，避免了設備的重復購買。3、核相時無需打開環(huán)網(wǎng)柜，直接通 過環(huán)網(wǎng)柜上的二次感應點采集相位信號，安全、便捷、易操作。4、判斷變壓器的接線組別，及 高低壓端的跨電壓相位核對及標識。5、可顯示電壓等級，具備驗電功能。6、區(qū)別于目前市 場上核相儀器設備的單一使用性，一套設備可用于多種場合，避免了多套核相儀器設備的 購買，節(jié)約了電力系統(tǒng)的采購成本。7、超遠距離無線核相儀的實際操作人數(shù)為2人，減少了 核相作業(yè)現(xiàn)場的操作人員數(shù)量。8、避免了線路或電源的停電核相作業(yè)帶來的損失，提高系 統(tǒng)的供電可靠性和經(jīng)濟性。9、減少了電力系統(tǒng)中核相作業(yè)中的盲目性和不確定性，提高了 核相作業(yè)的效率及安全性，大大降低了核相作業(yè)工作量及費用。
[0054] 下面將結合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步詳細描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0055] 圖1是遠程核相工作方框圖。
[0056] 圖2是主機正面示意圖。
[0057] 圖3是采集器示意圖。
[0058] 圖4是中置柜用采集器示意圖。
[0059] 圖5是中置柜用采集器使用示意圖。
[0060] 圖6是圖5橫向示意圖。
[0061] 圖7是圖6的左視圖。
[0062] 圖8是環(huán)網(wǎng)柜用采集器示意圖。

【具體實施方式】
[0063] 參見圖1，零部件名稱如下：1 一衛(wèi)星授時接收主機甲，2 -衛(wèi)星授時接收主機乙， 3 -米集器X，4 -米集器Y，5 -移動通/[目電話，G -衛(wèi)星。
[0064] 衛(wèi)星授時遠程無線核相儀，包括甲、乙兩套獨立使用系統(tǒng)組成，每套系統(tǒng)包括衛(wèi)星 授時接收主機1個(主機甲或主機乙)、通用采集器X、Y各1個；移動通信電話5。配有220kV 絕緣桿兩根，供采集器加長使用，長度不限。每套系統(tǒng)可獨立實現(xiàn)：定性測量--同相、不同 相；定量測量--相位角度顯示；測相序--順相序、逆相序；電壓等級顯示；驗電。
[0065] 參見圖2,為主機正面示意圖，上半部為顯示屏，下半部有開關鍵(開/關機)、模式 鍵(模式轉換)、查詢鍵(查詢存儲數(shù)據(jù))、左、右翻鍵、下翻鍵、確認鍵等，背面有電池盒。所述 的主機由外殼、顯示屏、電路板、接收模塊(深圳市辰杰電子有限公司商售）組成。用途是接 收無線信號、得出測量結果。
[0066] 參見圖3,采集器X、Y上部為掛鉤形狀，用于與相線連接。底部有絕緣桿連接點和 匹配開關(用于采集器與主機之間相互通信)。所述的通用采集器X或Υ由外殼、電路板、發(fā) 射模塊組成。用途是將采集的場強相位信號發(fā)射給主機。環(huán)網(wǎng)柜用采集器A、B與采集器X、 Y結構一致。
[0067] 參見圖4,所述的中置柜用采集器Al，A2，B1，B2，C1，C2分別由外殼、電路板、發(fā)射 模塊組成。用途是將采集的場強相位信號發(fā)射給主機。中置柜用采集器A1，A2, Bl，B2, Cl，C2 (圖中標號8,或稱中置柜用采集器8)帶有固定帶6,固定帶6通過鉚釘7與中置柜用采集 器8固定，中置柜用采集器8后面為絕緣壁接觸面。中置柜用采集器8里面有電池盒，匹配 開關，用于采集器與主機之間互相通訊。
[0068] 參見圖8,所述的環(huán)網(wǎng)柜用采集器A、B分別由外殼、電路板、發(fā)射模塊組成。用途 是將采集的場強相位信號發(fā)射給主機。11-電源地，12 -數(shù)據(jù)輸入，13 -正電源，14 一天線 輸入。
[0069] 遠程核相模式系統(tǒng)自檢： 開機接收衛(wèi)星時鐘信號：將主機拿至室外空曠的位置(離建筑物3m以外，至少兩個方 向無高大建筑物遮擋，以十字路口最佳，主機垂直朝向無遮擋天空)，1至5分鐘可以收到衛(wèi) 星時鐘信號，如未收到時鐘信號則需更換位置重新接收(時鐘數(shù)據(jù)連續(xù)變化表示收到時鐘 信號)，為了保證搜星速度，初次搜星時顯示衛(wèi)星顆數(shù)大于6顆達時間10分鐘以上(平時在 顆數(shù)4顆以上1分鐘后即可核相)。收到時鐘信號后，將兩臺主機放到一處，同相檢測將采 集器X或采集器Y掛在220V校驗線或高壓線上（開關箱核相時放在開關箱感應點上），主 機顯示屏：定性測量，時鐘數(shù)字顯示應有連續(xù)變化（5秒一次)00Γ - 360°，如果兩臺主機 都是衛(wèi)星時鐘時(差值<20° )，則系統(tǒng)工作正常。
[0070] 遠程核相模式使用方法： 將兩套系統(tǒng)分成甲方(接聽數(shù)據(jù)、比較數(shù)據(jù)、判斷同相、不同相、順相序、逆相序)、乙方 (通報數(shù)據(jù))，將甲、乙兩套系統(tǒng)分別放到待測電壓相位的地點，開機按"七"的方法接收衛(wèi)星 時鐘信號，收到衛(wèi)星時鐘信號后，用手機或其他通訊設備通話。
[0071] 1、高壓核相，將采集器X或采集器Υ放到待測高壓線上（以采集器X為主采集器 Υ為輔，采集器X抗干擾能力更強)，如果兩臺主機的數(shù)值差值衛(wèi)星時鐘< 20°，本機時鐘 <20°則為同相（同一變壓器出線<40°為同相)，按循環(huán)方式計數(shù)（00Γ - 360° )差值 120° ±30°貝丨J為順相序，按循環(huán)方式計數(shù)，差值240° ±30°貝丨J為逆相序。實時顯示：乙 方5秒報一次定量測量的數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)5秒變化一次）收到衛(wèi)星時鐘信號后，主機內部高精時 鐘可保證40分鐘內系統(tǒng)正常運行，因此適應室內外不同場所的核相工作。
[0072] 2、環(huán)網(wǎng)柜與高壓核相：環(huán)網(wǎng)柜一方將接地線一端接觸在采集器底部金屬點處，另 一端接觸環(huán)網(wǎng)柜接地處或箱體鐵皮處(或用一只手按在采集器底部金屬點處，另一只手接 觸環(huán)網(wǎng)柜接地處或箱體鐵皮處)，另一方將采集器掛在高壓線上。
[0073] 3、環(huán)網(wǎng)柜與環(huán)網(wǎng)柜核相：為保證測量準確，采用以下兩種方法進行測量： 方法1 :將采集器測試針插入環(huán)網(wǎng)柜感應點上，將接地線一端接觸在采集器底部金屬 點處，另一端接觸環(huán)網(wǎng)柜接地處或箱體鐵皮處。
[0074] 方法2 :將采集器測試針插入環(huán)網(wǎng)柜感應點上，一只手按在采集器底部金屬點處， 另一只手接觸在環(huán)網(wǎng)柜接地處或箱體鐵皮處。
[0075] 4、實時顯示狀態(tài)下本機時鐘數(shù)據(jù)連續(xù)變化及翻轉時相位相序判定舉例：

【權利要求】
1. 一種衛(wèi)星授時遠程無線核相儀，其特征在于包括甲、乙兩套獨立使用系統(tǒng)和移動通 信電話組成；每套系統(tǒng)包括衛(wèi)星授時接收主機1個、通用采集器Χ、γ各1個；環(huán)網(wǎng)柜用采集 器Α、Β各1個；中置柜用采集器Al，A2，B1，B2，C1，C2。
2. 按照權利要求1所述的衛(wèi)星授時遠程無線核相儀，其特征在于所述的通用采集器X、 Y ;環(huán)網(wǎng)柜用采集器A、B ;中置柜用采集器Al，A2, Bl，B2, Cl，C2分別由外殼、電路板、發(fā)射模 塊組成，將采集的場強相位信號發(fā)射給主機。
3. 按照權利要求1所述的衛(wèi)星授時遠程無線核相儀，其特征在于所述的主機由外殼、 顯示屏、電路板、接收模塊組成，用于接收采集器無線信號、得出測量結果。
【文檔編號】G01R25/00GK104155523SQ201410411549
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權日:2014年8月20日
【發(fā)明者】孫群, 黃淑萍, 王濤, 張敏, 于永生, 溫麗娜 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)吉林省電力有限公司通化供電公司, 鞍山恒泰電氣有限公司