本發(fā)明涉及高壓電氣試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種帶電換線裝置及運(yùn)作方法。

背景技術(shù)：

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的耦合電容器例行試驗(yàn)項(xiàng)目中，有工頻耐壓試驗(yàn)、局部放電試驗(yàn)、電容介損初測(cè)及電容介損復(fù)測(cè)等試驗(yàn)。這類(lèi)試驗(yàn)的共同之處是試品的高壓端子(高壓電極)始終與試驗(yàn)電源的高壓端相連，僅通過(guò)改變?cè)嚻返蛪憾俗?低壓電極)與不同的試驗(yàn)儀器的連接，來(lái)完成試驗(yàn)項(xiàng)目的變換。

在試驗(yàn)過(guò)程中，由于試驗(yàn)電壓高，在數(shù)十千伏甚至數(shù)百千伏的試驗(yàn)電壓下，如果直接切換試品低壓端子與儀器或與地的連接線，則在試品電流被切斷的瞬間，試品低壓端子上會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)的高電壓，該電壓足以擊穿低壓端子周?chē)乃薪^緣，危及試驗(yàn)儀器和人身安全。

因此目前采用的方法都是人工改接試驗(yàn)線路。在兩個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目轉(zhuǎn)換需要進(jìn)行以下工作：降低試驗(yàn)電壓、分?jǐn)嘣囼?yàn)電源、試驗(yàn)人員進(jìn)入試驗(yàn)區(qū)、改接試驗(yàn)線路、試驗(yàn)人員離開(kāi)試驗(yàn)區(qū)、合上試驗(yàn)電源、升高試驗(yàn)電壓。由于耦合電容器試驗(yàn)時(shí)所使用的試驗(yàn)電壓最高可到數(shù)百千伏以上，因此控制室和產(chǎn)品試驗(yàn)區(qū)必須保證足夠的安全距離，在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，試驗(yàn)人員需要頻繁地出入控制室和試驗(yàn)區(qū)、分合試驗(yàn)電源、升降電壓，耗時(shí)較長(zhǎng)。特別是在批量試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)效率低，試驗(yàn)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全性降低，試驗(yàn)設(shè)備損耗大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能在帶電的情況下切換試驗(yàn)接線，在切換過(guò)程中不出現(xiàn)放電現(xiàn)象，不僅能簡(jiǎn)化試驗(yàn)操作程序，有效提高試驗(yàn)效率和安全性，又能降低試驗(yàn)人員勞動(dòng)強(qiáng)度和試驗(yàn)設(shè)備的損耗的帶電換線裝置及運(yùn)作方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：一種帶電換線裝置，包括：

控制器，用于生成換線控制信號(hào)；

執(zhí)行模塊，用于接通多個(gè)試驗(yàn)回路中的一個(gè)試驗(yàn)回路，還用于根據(jù)換線控制信號(hào)切換接通到所選的試驗(yàn)回路進(jìn)行試驗(yàn)，延遲斷開(kāi)其連接的上一試驗(yàn)回路。

本發(fā)明的有益效果是：能在帶電的情況下切換試驗(yàn)接線，在切換過(guò)程中通過(guò)執(zhí)行模塊進(jìn)行切換線路，不出現(xiàn)放電現(xiàn)象，能簡(jiǎn)化試驗(yàn)操作程序，有效提高試驗(yàn)效率和安全性，又能降低試驗(yàn)人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步，還包括選擇按鍵模塊，所述選擇按鍵模塊用于根據(jù)觸控按壓生成切換信號(hào)，并將切換信號(hào)傳輸至控制器，所述控制器根據(jù)切換信號(hào)生成換線控制信號(hào)。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：便于對(duì)切換線進(jìn)行調(diào)控，提升了便利性。

進(jìn)一步，當(dāng)所述選擇按鍵模塊同時(shí)受到兩處觸控按壓，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生兩個(gè)切換信號(hào)，所述控制器根據(jù)兩個(gè)切換信號(hào)中最后放開(kāi)觸控按壓的切換信號(hào)生成換線控制信號(hào)。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過(guò)設(shè)定特定的信號(hào)處理模式，能提升切換線的準(zhǔn)確性，同時(shí)便于及時(shí)糾錯(cuò)。

進(jìn)一步，還包括反饋隔離模塊，所述反饋隔離模塊用于對(duì)執(zhí)行模塊的運(yùn)作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，生成檢測(cè)反饋信號(hào)傳輸至控制器調(diào)控所述執(zhí)行模塊。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：反饋隔離模塊能將檢測(cè)反饋信號(hào)進(jìn)行電氣隔離，增強(qiáng)抗干擾能力，同時(shí)具有耐用，可靠性高和速度快等特點(diǎn)，保證能將檢測(cè)反饋信號(hào)準(zhǔn)確傳輸?shù)娇刂破鳌?/p>

進(jìn)一步，開(kāi)機(jī)時(shí)，所述反饋隔離模塊對(duì)所述執(zhí)行模塊中對(duì)應(yīng)多個(gè)試驗(yàn)回路的每一個(gè)通道進(jìn)行故障檢測(cè)，所述反饋隔離模塊生成檢測(cè)反饋信號(hào)傳輸至控制器；所述控制器對(duì)檢測(cè)反饋信號(hào)進(jìn)行判斷，當(dāng)判斷任一通道出現(xiàn)故障時(shí)，所述控制器調(diào)控所述執(zhí)行模塊的多個(gè)通道同時(shí)鎖定，停止對(duì)所述執(zhí)行模塊進(jìn)行操作；當(dāng)判斷所有通道正常時(shí)，則所述控制器調(diào)控所述執(zhí)行模塊進(jìn)入默認(rèn)導(dǎo)通試驗(yàn)回路狀態(tài)。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：能有效保障試驗(yàn)的安全性，同時(shí)能提升試驗(yàn)效率。

進(jìn)一步，還包括電源模塊，所述電源模塊包括兩組線性直流穩(wěn)壓電源，兩組線性直流穩(wěn)壓電源分別用于向所述控制器和執(zhí)行模塊供電。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：采用線性直流穩(wěn)壓電源可避免開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源對(duì)局部放電測(cè)量的干擾，采用兩組獨(dú)立的穩(wěn)壓電源有利于提高裝置的抗干擾能力。

進(jìn)一步，還包括保護(hù)模塊，所述保護(hù)模塊用于當(dāng)所述執(zhí)行模塊連接的試驗(yàn)品出現(xiàn)擊穿、控制器發(fā)生故障或電源模塊斷電時(shí)，限制試驗(yàn)回路出現(xiàn)的過(guò)電壓。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：保護(hù)模塊在試驗(yàn)品出現(xiàn)擊穿、控制器發(fā)生故障或電源模塊斷電時(shí)的情況下，能限制試驗(yàn)品低電壓端子上的過(guò)電壓，保證試驗(yàn)設(shè)備及人身安全，降低試驗(yàn)設(shè)備的損耗，提升了安全性。

進(jìn)一步，當(dāng)所述執(zhí)行模塊根據(jù)換線控制信號(hào)不能進(jìn)行閉合切換接通到所選的試驗(yàn)回路時(shí)，保持接通其連接的上一試驗(yàn)回路，并終止切換試驗(yàn)回路。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：提升切換線過(guò)程的穩(wěn)定性和安全性。

進(jìn)一步，所述執(zhí)行模塊接通到所選的試驗(yàn)回路進(jìn)行試驗(yàn)后，延遲1～2秒斷開(kāi)其連接的上一試驗(yàn)回路。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：能有效保證在帶電情況下實(shí)現(xiàn)線路切換，提升了提高試驗(yàn)效率。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的另一技術(shù)方案如下：一種帶電換線裝置的運(yùn)作方法，利用帶電換線裝置實(shí)現(xiàn)，包括以下步驟：

步驟S1.控制器生成換線控制信號(hào)，并將換線控制信號(hào)傳輸至執(zhí)行模塊；

步驟S2.執(zhí)行模塊接通多個(gè)試驗(yàn)回路中的一個(gè)試驗(yàn)回路，并根據(jù)換線控制信號(hào)切換接通到所選的試驗(yàn)回路進(jìn)行試驗(yàn)，延遲斷開(kāi)其連接的上一試驗(yàn)回路。

本發(fā)明的有益效果是：能在帶電的情況下切換試驗(yàn)接線，在切換過(guò)程中通過(guò)執(zhí)行模塊進(jìn)行切換線路，不出現(xiàn)放電現(xiàn)象，能簡(jiǎn)化試驗(yàn)操作程序，有效提高試驗(yàn)效率和安全性，又能降低試驗(yàn)人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

進(jìn)一步，還包括步驟S3.選擇按鍵模塊根據(jù)觸控按壓生成切換信號(hào)，并將切換信號(hào)傳輸至控制器，所述控制器根據(jù)切換信號(hào)生成換線控制信號(hào)。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：便于對(duì)切換線進(jìn)行調(diào)控，提升了便利性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種帶電換線裝置的模塊框圖；

圖2為控制器、選擇按鍵模塊和電源模塊的電路原理圖；

圖3為執(zhí)行模塊、反饋隔離模塊和電源模塊的電路原理圖；

圖4為本發(fā)明一種帶電換線裝置的試驗(yàn)接線示意圖；

圖5為本發(fā)明一種帶電換線裝置的控制時(shí)序圖；

圖6為本發(fā)明一種帶電換線裝置的運(yùn)作方法流程圖。

附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下：

1、控制器，2、執(zhí)行模塊，3、選擇按鍵模塊，4、反饋隔離模塊，5、保護(hù)模塊，6、電源模塊。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1：

如圖1所示，一種帶電換線裝置，包括：

控制器1，用于生成換線控制信號(hào)；

執(zhí)行模塊2，用于接通多個(gè)試驗(yàn)回路中的一個(gè)試驗(yàn)回路，還用于根據(jù)換線控制信號(hào)切換接通到所選的試驗(yàn)回路進(jìn)行試驗(yàn)，延遲斷開(kāi)其連接的上一試驗(yàn)回路。

優(yōu)選的，還包括選擇按鍵模塊3，所述選擇按鍵模塊3用于根據(jù)觸控按壓生成切換信號(hào)，并將切換信號(hào)傳輸至控制器1，所述控制器1根據(jù)切換信號(hào)生成換線控制信號(hào)；當(dāng)所述選擇按鍵模塊3同時(shí)受到兩處觸控按壓，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生兩個(gè)切換信號(hào)，所述控制器1根據(jù)兩個(gè)切換信號(hào)中最后放開(kāi)觸控按壓的切換信號(hào)生成換線控制信號(hào)。

優(yōu)選的，還包括反饋隔離模塊4，所述反饋隔離模塊4用于對(duì)執(zhí)行模塊2的運(yùn)作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，生成檢測(cè)反饋信號(hào)傳輸至控制器3調(diào)控所述執(zhí)行模塊2；開(kāi)機(jī)時(shí)，所述反饋隔離模塊4對(duì)所述執(zhí)行模塊2中對(duì)應(yīng)多個(gè)試驗(yàn)回路的每一個(gè)通道進(jìn)行故障檢測(cè)，所述反饋隔離模塊4生成檢測(cè)反饋信號(hào)傳輸至控制器1；所述控制器1對(duì)檢測(cè)反饋信號(hào)進(jìn)行判斷，當(dāng)判斷任一通道出現(xiàn)故障時(shí)，所述控制器1調(diào)控所述執(zhí)行模塊2的多個(gè)通道同時(shí)鎖定，停止對(duì)所述執(zhí)行模塊2進(jìn)行操作；當(dāng)判斷所有通道正常時(shí)，則所述控制器1調(diào)控所述執(zhí)行模塊2進(jìn)入默認(rèn)導(dǎo)通試驗(yàn)回路狀態(tài)。

優(yōu)選的，還包括電源模塊6，所述電源模塊6包括兩組線性直流穩(wěn)壓電源，兩組線性直流穩(wěn)壓電源分別用于向所述控制器1和執(zhí)行模塊2供電。

優(yōu)選的，還包括保護(hù)模塊5，所述保護(hù)模塊5用于當(dāng)所述執(zhí)行模塊2連接的試驗(yàn)品出現(xiàn)擊穿、控制器1發(fā)生故障或電源模塊6斷電時(shí)，限制試驗(yàn)品低壓端子上出現(xiàn)的過(guò)電壓。

優(yōu)選的，當(dāng)所述執(zhí)行模塊2根據(jù)換線控制信號(hào)不能進(jìn)行閉合切換接通到所選的試驗(yàn)回路時(shí)，保持接通其連接的上一試驗(yàn)回路，并終止切換試驗(yàn)回路。

優(yōu)選的，所述執(zhí)行模塊2接通到所選的試驗(yàn)回路進(jìn)行試驗(yàn)后，延遲1～2秒斷開(kāi)其連接的上一試驗(yàn)回路。

如圖6所示，一種帶電換線裝置的運(yùn)作方法，利用帶電換線裝置實(shí)現(xiàn)，包括以下步驟：

步驟S1.控制器1生成換線控制信號(hào)，并將換線控制信號(hào)傳輸至執(zhí)行模塊2；

步驟S2.執(zhí)行模塊2接通多個(gè)試驗(yàn)回路中的一個(gè)試驗(yàn)回路，并根據(jù)換線控制信號(hào)切換接通到所選的試驗(yàn)回路進(jìn)行試驗(yàn)，延遲斷開(kāi)其連接的上一試驗(yàn)回路。

優(yōu)選的，還包括步驟S3.選擇按鍵模塊3根據(jù)觸控按壓生成切換信號(hào)，并將切換信號(hào)傳輸至控制器1，所述控制器1根據(jù)切換信號(hào)生成換線控制信號(hào)。

實(shí)施例2：

如圖1至5所示，所述控制器1以可編程序控制器(PLC)為核心，PLC的輸出端口Y2、Y3、Y4、Y5分別控制執(zhí)行模塊2的四個(gè)繼電器K1、K2、K3、K4的線圈，選擇按鍵模塊3的四個(gè)無(wú)鎖按鈕S1、S2、S3、S4分別為耐壓試驗(yàn)、局部放電試驗(yàn)、CL電容測(cè)量、CR電容測(cè)量的切換按鈕，其觸點(diǎn)分別與PLC的輸入端口X1、X2、X3、X4連接；PLC的輸入端口X5、X6、X7、X10分別接收隔離反饋模塊4反饋的狀態(tài)信號(hào)，用于故障檢測(cè)；指示燈H1～H8用于工作狀態(tài)指示。繼電器K5的線圈直接接在24V電源上，作為斷電保護(hù)。

通過(guò)對(duì)PLC進(jìn)行編程，使其能完成如下功能：在任意狀態(tài)下，按下S1～S4中的任一開(kāi)關(guān)，本裝置采取先合后分的控制方式切換到執(zhí)行模塊2的四個(gè)繼電器K1、K2、K3、K4的線圈所對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)回路；若同時(shí)按下兩個(gè)以上的開(kāi)關(guān)，將切換到最后放開(kāi)的開(kāi)關(guān)所對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)回路；若切換過(guò)程中待切換的狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的繼電器不能可靠閉合，切換過(guò)程將自動(dòng)終止并保持前一試驗(yàn)狀態(tài)；控制器1具備自檢功能，開(kāi)機(jī)時(shí)通過(guò)隔離反饋模塊4對(duì)每一通道進(jìn)行檢測(cè)，若發(fā)現(xiàn)其中任一通道出現(xiàn)故障，控制器1將使執(zhí)行模塊2的四個(gè)繼電器K1、K2、K3、K4同時(shí)閉合并鎖定，不允許對(duì)其進(jìn)行操作；若檢測(cè)通過(guò)，則進(jìn)入默認(rèn)的耐壓試驗(yàn)回路狀態(tài)。

所述的電源模塊6將PLC的工作電源與執(zhí)行模塊2的四個(gè)繼電器K1、K2、K3、K4的操作電源設(shè)置成兩組獨(dú)立的穩(wěn)壓電路，以提高裝置的可靠性和穩(wěn)定性；為了避免控制回路及執(zhí)行模塊2的四個(gè)繼電器K1、K2、K3、K4對(duì)電容介損測(cè)量、局部放電測(cè)量產(chǎn)生干擾，控制回路電源采用直流24V，執(zhí)行模塊2的四個(gè)繼電器K1、K2、K3、K4的線圈電壓也相應(yīng)采用直流24V。

所述執(zhí)行模塊2主要由四個(gè)繼電器K1、K2、K3、K4構(gòu)成，其主要功能是完成對(duì)試品低電壓端子接線的切換，并能給反饋隔離模塊4提供繼電器狀態(tài)信號(hào)；被測(cè)電容器的低電壓端子和試驗(yàn)儀器的輸入端接到執(zhí)行模塊2對(duì)應(yīng)接口上，控制器1遠(yuǎn)距離控制執(zhí)行模塊2的四個(gè)繼電器K1、K2、K3、K4動(dòng)作，完成對(duì)不同試驗(yàn)項(xiàng)目的切換。

如圖4所示，

CL、CR分別為兩節(jié)被試電容器；

CN為標(biāo)準(zhǔn)電容器；

K1為耐壓試驗(yàn)項(xiàng)目控制繼電器觸點(diǎn)，耐壓試驗(yàn)時(shí)，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使試品低壓端子直接接地；

K2為局部放電試驗(yàn)項(xiàng)目控制繼電器觸點(diǎn)，局部放電試驗(yàn)時(shí)，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使試品低壓端子通過(guò)局放儀的測(cè)量阻抗接地；

K3為CL電容測(cè)量控制繼電器觸點(diǎn)；測(cè)量CL電容器的電容介損時(shí)，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使CL電容試品的低壓端子通過(guò)高壓電容電橋的測(cè)量阻抗接地。

K4為CR電容測(cè)量控制繼電器觸點(diǎn)，測(cè)量CR電容器的電容介損時(shí)，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使CR電容試品的低壓端子通過(guò)高壓電容電橋的測(cè)量阻抗接地。

K5為控制回路斷電保護(hù)繼電器常閉觸點(diǎn)，當(dāng)控制回路斷電時(shí)，該觸點(diǎn)閉合，保證試品低壓端子與地連通。

F1、F2為氣體放電管，限制試品低壓端子的對(duì)地電壓。

繼電器動(dòng)作說(shuō)明：在穩(wěn)定狀態(tài)下，繼電器K1、K2、K3、K4只有一個(gè)且必須有一個(gè)是處于閉合狀態(tài)的；任意兩種試驗(yàn)回路之間切換時(shí)，繼電器觸點(diǎn)必須采用先合后斷的控制方式；后一項(xiàng)試驗(yàn)控制繼電器觸點(diǎn)閉合1秒后，前一項(xiàng)試驗(yàn)控制繼電器的觸點(diǎn)才能斷開(kāi)。例如：從耐壓試驗(yàn)切換到局部放電試驗(yàn)、再?gòu)木植糠烹娫囼?yàn)切換到耐壓試驗(yàn)時(shí)的控制時(shí)序如圖5所示。圖中：繼電器狀態(tài)1為觸點(diǎn)閉合狀態(tài)，狀態(tài)0為觸點(diǎn)斷開(kāi)狀態(tài)。

所述反饋隔離模塊2是采用光耦器件的隔離方式，每一個(gè)繼電器(開(kāi)關(guān))設(shè)置一路光耦反饋通道；繼電器的動(dòng)作時(shí)，其對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)控制光耦器件開(kāi)關(guān)狀態(tài)，并反饋給控制器1，供其進(jìn)行邏輯判斷；反饋信號(hào)實(shí)現(xiàn)了與主回路電氣隔離，提高了抗干擾能力。

所述保護(hù)模塊5為在試品低壓端子與地之間接入氣體放電管F1、F2，當(dāng)控制回路或繼電器發(fā)生故障，造成試品電流被切斷，低壓端子電壓升高時(shí)，氣體放電管擊穿，為試品電流提供通路，限制低壓端子的電壓，保護(hù)儀器設(shè)備及人身安全。

同時(shí)在試品低壓端子與地之間接入斷電保護(hù)繼電器的常閉觸點(diǎn)K5，在試驗(yàn)過(guò)程中，若控制回路意外斷電，控制繼電器K1～K4的常開(kāi)觸點(diǎn)不可避免地會(huì)斷開(kāi)，低壓端子電壓升高，氣體放電管擊穿；在20ms內(nèi)繼電器K5常閉觸點(diǎn)閉合，為試品電流提供入地通路，避免氣體放電管長(zhǎng)時(shí)間放電造成損壞。

本發(fā)明實(shí)際使用時(shí)將控制器1放在控制室內(nèi)，執(zhí)行模塊2放置在試驗(yàn)區(qū)，兩者通過(guò)控制電纜相連；本發(fā)明通過(guò)控制繼電器采取先合后斷的控制方式，即先閉合將要進(jìn)行試驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的繼電器，再分?jǐn)嗌弦辉囼?yàn)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的繼電器，從而保證在試驗(yàn)回路切換時(shí)電容器低電壓端子不懸空放電；在局部放電試驗(yàn)中同時(shí)輸入兩路信號(hào)到局部放電試驗(yàn)儀，以適應(yīng)局部放電的平衡法測(cè)量；而在電容測(cè)量時(shí)輪流切換單路信號(hào)到電容電橋，分別對(duì)每臺(tái)電容器進(jìn)行測(cè)量。

本裝置遠(yuǎn)距離控制試品低壓端子的接線切換且不出現(xiàn)放電的帶電換線裝置，該裝置設(shè)計(jì)成模塊化，可根據(jù)需要增加模塊擴(kuò)展接口，以滿足更多試驗(yàn)需求；這樣不僅能簡(jiǎn)化試驗(yàn)操作程序，有效提高試驗(yàn)效率和安全性，又能降低試驗(yàn)人員勞動(dòng)強(qiáng)度和試驗(yàn)設(shè)備的損耗。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。