本实用新型属于电气自动化领域，具体涉及一种配电网带电作业的接地保护装置。
背景技术：
随着经济技术的发展和人们生活的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。因此，保证自身的稳定可靠运行，就成为了电力系统最重要的任务之一。
电力系统时刻都面临着作业的问题，而为了保证电力系统供电的可靠性，不停电的带电作业就成为了电力系统的常用手段之一。cn201710544307.1提出一种新的配电网带电作业零电位控制方法，根据该方法可实现配电网作业点零电位的安全带电作业与不停电故障清除。其中最核心的是在作业相外接接地装置，将作业相的电位固定为零点位，从而保证作业相的安全。
在具体实施时，该接地装置是保证作业相安全的核心措施。但是，由于作业的进行，可能会导致作业相带电，从而严重影响作业相的作业人员的安全。因此，现今缺乏一种可靠有效的手段，在实时上述的配电网带电作业零电位控制方法时，能够保证作业相的零点位。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种可靠性高、稳定性好且易于实施的配电网带电作业的接地保护装置。
本实用新型提供的这种配电网带电作业的接地保护装置，包括电源模块、电压感应模块、电流感应模块、信号处理模块、控制模块和相间开关模块；信号处理模块、控制模块和相间开关模块依次串联；电压感应模块和电流感应模块均与信号处理模块连接；电源模块给所述配电网带电作业的接地保护装置供电；电压感应模块和电流感应模块连接在配电网带电作业时的临时接地线上，电压感应模块用于采集临时接地线上的电压信号并上传信号处理模块，电流感应模块用于采集临时接地线上的电流信号并上传信号处理模块；信号处理模块用于将接收的电压采集信号和电流采集信号转换为控制模块能够接收的数字信号并上传控制模块；控制模块用于根据上传的数字信号输出驱动信号，控制相间开关模块的开通和关断；相间开关模块用于接收控制模块输出的驱动信号，将非带电作业的两相相线进行短接，使得配电网出现相间短路故障并跳闸，从而保证带电作业相的无电状态，保证作业人员的安全。
所述的电压感应模块为若干个电压互感器。
所述的电流感应模块为若干个电流互感器。
所述的若干个电压互感器和若干个电流互感器，具体包括a相电压互感器、a相电流互感器、b相电压互感器、b相电流互感器、c相电压互感器、c相电流互感器、接地线电压互感器和接地线电流互感器；a相电压互感器用于采样a相的电压信号并上传信号处理模块；a相电流互感器用于采样a相的电流信号并上传信号处理模块；b相电压互感器用于采样b相的电压信号并上传信号处理模块；b相电流互感器用于采样b相的电流信号并上传信号处理模块；c相电压互感器用于采样c相的电压信号并上传信号处理模块；c相电流互感器用于采样c相的电流信号并上传信号处理模块；接地线电压互感器用于采样接地线的电压信号并上传信号处理模块；接地线电流互感器用于采样接地线的电流信号并上传信号处理模块。
所述的信号处理模块包括滤波电路、运算电路和ad转换电路；滤波电路、运算电路和ad转换电路依次串联；滤波电路用于将上传的采样信号进行信号滤波后上传运算电路；运算电路用于将上传的滤波信号进行运算后，上传ad转换电路；ad转换电路用于将上传的模拟量信号转换为数字信号后上传控制模块。
所述的滤波电路为rc滤波电路。
所述的运算电路为由型号为tlc2254的运放芯片构成的运算电路。
所述的ad转换电路为由型号为max197的ad转换芯片构成的电路。
所述的控制模块为工控机。
所述的相间开关模块包括ab相间短路继电器、bc相间短路继电器和ac相间短路继电器；ab短路继电器控制端的一端连接控制模块的第一输出接口，ab短路继电器控制端的另一端直接接地，ab短路继电器的活动端一端连接a相线，ab短路继电器的活动端另一端连接b相线；bc短路继电器控制端的一端连接控制模块的第二输出接口，bc短路继电器控制端的另一端直接接地，bc短路继电器的活动端一端连接c相线，bc短路继电器的活动端另一端连接b相线；ac短路继电器控制端的一端连接控制模块的第三输出接口，ac短路继电器控制端的另一端直接接地，ac短路继电器的活动端一端连接a相线，ac短路继电器的活动端另一端连接c相线。
本实用新型提供的这种配电网带电作业的接地保护装置，通过对作业相的临时接地线的电压、电流进行监测，并适时控制开关模块短接非作业相的两相相线，从而使得电力系统临时出现人为的两相短路故障，从而保证在作业相出现电压、电流异常时，作业相的电压水平为零电压，从而保证作业相的作业人员的安全，而且本实用新型可靠性高、稳定性好且易于实施。
附图说明
图1为本实用新型的功能模块图。
图2为本实用新型的详细的功能模块示意图。
图3为本实用新型的相间开关模块的电路原理示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，为本实用新型的功能模块图：本实用新型提供的这种配电网带电作业的接地保护装置，包括电源模块、电压感应模块、电流感应模块、信号处理模块、控制模块和相间开关模块；电源模块给所述配电网带电作业的接地保护装置供电；信号处理模块、控制模块和相间开关模块依次串联；电压感应模块和电流感应模块均与信号处理模块连接；电压感应模块和电流感应模块连接在配电网带电作业时的临时接地线上，电压感应模块用于采集临时接地线上的电压信号并上传信号处理模块，电流感应模块用于采集临时接地线上的电流信号并上传信号处理模块；信号处理模块用于将接收的电压采集信号和电流采集信号转换为控制模块能够接收的数字信号并上传控制模块；控制模块用于根据上传的数字信号输出驱动信号，控制相间开关模块的开通和关断；相间开关模块用于接收控制模块输出的驱动信号，将非带电作业的两相相线进行短接，使得配电网出现相间短路故障并跳闸，从而保证带电作业相的无电状态，保证作业人员的安全。
具体实施时，电压感应模块为若干个电压互感器；电流感应模块为若干个电流互感器；若干个电压互感器和若干个电流互感器，具体包括a相电压互感器、a相电流互感器、b相电压互感器、b相电流互感器、c相电压互感器、c相电流互感器、接地线电压互感器和接地线电流互感器；a相电压互感器用于采样a相的电压信号并上传信号处理模块；a相电流互感器用于采样a相的电流信号并上传信号处理模块；b相电压互感器用于采样b相的电压信号并上传信号处理模块；b相电流互感器用于采样b相的电流信号并上传信号处理模块；c相电压互感器用于采样c相的电压信号并上传信号处理模块；c相电流互感器用于采样c相的电流信号并上传信号处理模块；接地线电压互感器用于采样接地线的电压信号并上传信号处理模块；接地线电流互感器用于采样接地线的电流信号并上传信号处理模块。
在具体实施时，电压互感器的型号为zmpt101b；电流互感器的型号为zmc115m。
信号处理模块包括滤波电路、运算电路和ad转换电路；滤波电路、运算电路和ad转换电路依次串联；滤波电路用于将上传的采样信号进行信号滤波后上传运算电路；运算电路用于将上传的滤波信号进行运算后，上传ad转换电路；ad转换电路用于将上传的模拟量信号转换为数字信号后上传控制模块。
在具体实施时，滤波电路可以采用rc滤波电路；运算电路为由型号为tlc2254的运放芯片构成的运算电路；ad转换电路为由型号为max197的ad转换芯片构成的电路；控制模块为工控机。
在具体实施时，tlc2254运放芯片构成的运算电路的详细电路可以参见网址https://wenku.baidu.com/view/926d83d376eeaeaad1f33095.html所述的电路；max197的ad转换芯片构成的详细电路可以参见https://wenku.baidu.com/view/c9b76d3631126edb6f1a10c6.html所述的电路。
当控制模块采用工控机时，还可以在工控机上外接若干辅助模块，包括键盘、显示器、通信接口(比如网线和网口)、其他io模块等。
所述的相间开关模块包括ab相间短路继电器、bc相间短路继电器和ac相间短路继电器；ab短路继电器控制端的一端连接控制模块的第一输出接口，ab短路继电器控制端的另一端直接接地，ab短路继电器的活动端一端连接a相线，ab短路继电器的活动端另一端连接b相线；bc短路继电器控制端的一端连接控制模块的第二输出接口，bc短路继电器控制端的另一端直接接地，bc短路继电器的活动端一端连接c相线，bc短路继电器的活动端另一端连接b相线；ac短路继电器控制端的一端连接控制模块的第三输出接口，ac短路继电器控制端的另一端直接接地，ac短路继电器的活动端一端连接a相线，ac短路继电器的活动端另一端连接c相线。
如图3所示为本实用新型的相间开关模块的电路原理示意图：图中的k1为ab相间短路继电器的活动端，k3为bc相间短路继电器的活动端，k2为ac相间短路继电器的活动端；当k1、k2或k3中任意一个活动端闭合时(此时对应为相应的相间短路继电器的控制端上电，对应的控制器模块的输出接口为高电平)，此时对应的相线间会短接，从而使得三相线系统会出现相间短路故障，此时三相线系统会自动断开，从而保证作业相的零点位，进而保证作业人员的人生安全。
1.一种配电网带电作业的接地保护装置，其特征在于包括电源模块、电压感应模块、电流感应模块、信号处理模块、控制模块和相间开关模块；信号处理模块、控制模块和相间开关模块依次串联；电压感应模块和电流感应模块均与信号处理模块连接；电源模块给所述配电网带电作业的接地保护装置供电；电压感应模块和电流感应模块连接在配电网带电作业时的临时接地线上，电压感应模块用于采集临时接地线上的电压信号并上传信号处理模块，电流感应模块用于采集临时接地线上的电流信号并上传信号处理模块；信号处理模块用于将接收的电压采集信号和电流采集信号转换为控制模块能够接收的数字信号并上传控制模块；控制模块用于根据上传的数字信号输出驱动信号，控制相间开关模块的开通和关断；相间开关模块用于接收控制模块输出的驱动信号，将非带电作业的两相相线进行短接，使得配电网出现相间短路故障并跳闸，从而保证带电作业相的无电状态，保证作业人员的安全。
2.根据权利要求1所述的配电网带电作业的接地保护装置，其特征在于所述的电压感应模块为若干个电压互感器。
3.根据权利要求2所述的配电网带电作业的接地保护装置，其特征在于所述的电流感应模块为若干个电流互感器。
4.根据权利要求3所述的配电网带电作业的接地保护装置，其特征在于所述的若干个电压互感器和若干个电流互感器，具体包括a相电压互感器、a相电流互感器、b相电压互感器、b相电流互感器、c相电压互感器、c相电流互感器、接地线电压互感器和接地线电流互感器；a相电压互感器用于采样a相的电压信号并上传信号处理模块；a相电流互感器用于采样a相的电流信号并上传信号处理模块；b相电压互感器用于采样b相的电压信号并上传信号处理模块；b相电流互感器用于采样b相的电流信号并上传信号处理模块；c相电压互感器用于采样c相的电压信号并上传信号处理模块；c相电流互感器用于采样c相的电流信号并上传信号处理模块；接地线电压互感器用于采样接地线的电压信号并上传信号处理模块；接地线电流互感器用于采样接地线的电流信号并上传信号处理模块。
5.根据权利要求1～4之一所述的配电网带电作业的接地保护装置，其特征在于所述的信号处理模块包括滤波电路、运算电路和ad转换电路；滤波电路、运算电路和ad转换电路依次串联；滤波电路用于将上传的采样信号进行信号滤波后上传运算电路；运算电路用于将上传的滤波信号进行运算后，上传ad转换电路；ad转换电路用于将上传的模拟量信号转换为数字信号后上传控制模块。
6.根据权利要求5所述的配电网带电作业的接地保护装置，其特征在于所述的滤波电路为rc滤波电路。
7.根据权利要求5所述的配电网带电作业的接地保护装置，其特征在于所述的运算电路为由型号为tlc2254的运放芯片构成的运算电路。
8.根据权利要求5所述的配电网带电作业的接地保护装置，其特征在于所述的ad转换电路为由型号为max197的ad转换芯片构成的电路。
9.根据权利要求1～4之一所述的配电网带电作业的接地保护装置，其特征在于所述的控制模块为工控机。
10.根据权利要求1～4之一所述的配电网带电作业的接地保护装置，其特征在于所述的相间开关模块包括ab相间短路继电器、bc相间短路继电器和ac相间短路继电器；ab短路继电器控制端的一端连接控制模块的第一输出接口，ab短路继电器控制端的另一端直接接地，ab短路继电器的活动端一端连接a相线，ab短路继电器的活动端另一端连接b相线；bc短路继电器控制端的一端连接控制模块的第二输出接口，bc短路继电器控制端的另一端直接接地，bc短路继电器的活动端一端连接c相线，bc短路继电器的活动端另一端连接b相线；ac短路继电器控制端的一端连接控制模块的第三输出接口，ac短路继电器控制端的另一端直接接地，ac短路继电器的活动端一端连接a相线，ac短路继电器的活动端另一端连接c相线。
技术总结