专利名称：三相电源相位检测仪的电路装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种三相电源相位检测仪的电路装置，尤其是一种采用无线工作方式的三相电源相位检测仪的电路装置。
背景技术：
目前，一般情况下对三相电源相位的检测通常采用有线方式直接测量，相位检测装置由两个相互配套的装置组成。使用时可使一个装置与电网的一组相线中的一根导线相接触，可使另一个装置与电网的另一组相线中的一根导线相接触，两个装置由另外的导线连接在一起；然后把两装置所获得的含相位信息的采样电压进行降压，再利用窗口比较电路对相位进行比较；当两组相线的被测导线的相位相同时，窗口比较电路比较相同的电压，则无信号输出或输出较弱的信号；当两根导线的相位不同时，窗口比较电路比较不同的电压，而输出较强的信号，驱动声光报警装置报警；根据不同的报警信号就可以判断出相应的相位关系。这种装置对低压电源相位检测是可行的，但对于高压电源，尤其是对高压架空线路的相位检测，由于需要两个装置，并同时与两组相线的导线相接触，使用起来很不方便，不仅给使用者造成困难，也有一定的危险性。
实用新型内容本实用新型的目的是，提供一种使用方便、安全性好的三相电源相位检测仪的电路装置。
实现本实用新型目的的技术方案是本电路装置具有发送装置和与发送装置相配合的接收装置；其结构特点是发送装置具有发送天线及信号采集处理电路、相位信号调制电路、第一窗口比较电路、第一方波发生电路、第一驱动电路和第一声光报警电路；发送天线及信号采集处理电路是可通过直接接触的形式获取本组相线的工频相位信号、以及可以通过天线以无线发送的形式发送载有相位信号的低频已调波的电路；相位信号调制电路是可将调制波加载到载波上得到已调波的电路；第一方波发生电路是可输出低频方波信号的信号发生电路；发送天线及信号采集处理电路的工频相位信号输出端与相位信号调制电路的工频相位信号输入端以及第一窗口比较电路的工频相位信号输入端相连；第一方波发生电路的低频方波信号输出端与相位信号调制电路的低频载波信号输入端以及第一驱动电路的第二控制端相连；相位信号调制电路的已调波低频信号输出端与发送天线及信号采集处理电路的发送信号输入端相连；第一窗口比较电路的输出端与第一驱动电路的第一控制端相连；第一驱动电路的报警信号输出端与第一声光报警电路的报警信号输入端相连。接收装置具有接收天线及信号采集处理电路、相位信号解调电路、第二窗口比较电路、第二方波发生电路、第二驱动电路和第二声光报警电路；接收天线及信号采集处理电路是可通过直接接触的形式获取本组相线的工频相位信号、以及可以通过天线以无线接收的形式接收载有相位信号的低频已调波的电路；接收天线及信号采集处理电路具有工频相位信号输出端和已调波信号输出端；相位信号解调电路是可将接收到的已调波解调而得到工频解调波的电路；第二方波发生电路是可输出低频方波信号的信号发生电路；接收天线及信号采集处理电路的工频相位信号输出端与第二窗口比较电路的一个输入端相连，相位信号解调电路工频解调波信号输出端与第二窗口比较电路的另一个输入端相连；第二窗口比较电路的输出端与第二驱动电路的第一控制端相连；第二方波发生电路的低频方波信号输出端与第二驱动电路的第二控制端相连；第二驱动电路的报警信号输出端与第二声光报警电路的报警信号输入端相连。
上述发送装置还具有第一计数电路；第一驱动电路还设有计数信号输入端和第三控制端；第一驱动电路的计数信号输出端与第一计数电路的计数信号输入端相连，第一计数电路的控制信号输出端与第一驱动电路的第三控制端相连；第一方波发生电路是频率可调的信号发生电路。发送装置的发送天线及信号采集处理电路具有第一电极、第一电感线圈以及第一LC调谐电路；第一电极即为发送天线；第一LC调谐电路由第二电感线圈和可变电容器并联组成；第一电感线圈与第一电极串连；第一LC调谐电路的第二电感线圈与第一电感线圈耦合；第一LC调谐电路的信号输出端即为发送天线及信号采集处理电路的工频相位信号输出端。发送装置还具有第一外壳；发送装置的第一电极位于第一外壳外，发送装置的信号采集处理电路、相位信号调制电路、第一窗口比较电路、第一方波发生电路、第一驱动电路、第一声光报警电路和第一计数电路位于第一外壳中；第一电极为一体件，由位于上部的挂钩体和位于下部电极主体构成；第一电极的挂钩体的上下方向的长度为30至50毫米，电极主体的上下方向的长度为20至50毫米。发送装置的第一外壳上设有使用时可与第一绝缘操作杆相连接的连接端。
上述接收装置还具有第二计数电路；第二驱动电路还设有计数信号输入端和第三控制端；第二驱动电路的计数信号输出端与第二计数电路的计数信号输入端相连，第二计数电路的控制信号输出端与第二驱动电路的第三控制端相连；第二方波发生电路是频率可调的信号发生电路。接收装置的接收天线及信号采集处理电路具有第二电极、第三电感线圈以及第二LC调谐电路；第二电极即为接收天线；第二LC调谐电路由第四电感线圈和可变电容器并联组成；第三电感线圈与第二电极串连；第二LC调谐电路的第四电感线圈与第三电感线圈耦合；第二LC调谐电路的信号输出端即为接收天线及信号采集处理电路的工频相位信号输出端。接收装置还具有第二外壳；接收装置的第二电极位于第二外壳外，接收装置的信号采集处理电路、相位信号解调电路、第二窗口比较电路、第二方波发生电路、第二驱动电路、第二声光报警电路和第二计数电路位于第二外壳中；接收装置的第二电极为一体件，由位于上部的折形体和位于下部电极主体构成。第二电极的折形体的上下方向的长度为30至50毫米，电极主体的上下方向的长度为20至50毫米。接收装置的第二外壳上设有使用时可与第二绝缘操作杆相连接的连接端。
本实用新型具有积极的效果(1)本实用新型采用无线方式对相位检测，不仅使用简单可靠，而且方便、安全。两个测量装置中的发送装置和接收装置之间无任何电气上的相连，在测量时采用无线方式进行相位数据传输，对三相电源的相位进行实时检测，可以对相位进行正确地判断，并可测出相应的相位关系以及线路是否带电。(2)本实用新型的发送装置和接收装置通常配合在一起使用，可以先将发送装置连接在第一绝缘操作杆上，并通过第一电极的挂钩挂在一组相线的一根被测导线上而直接同被测导线相接触，即可进行测试；同时第一电极又作为发送装置的发射信号的天线而向接收装置发送信号。接收装置则可连接在第二绝缘操作杆上，并通过第二电极顶在另一组相线的一根被测导线上而直接同被测导线相接触，从而可进行有关的测试；第二电极还可作为接受天线接收发送装置发出的具有相位特性的无线电信号，将测得的相位与接收到的相位特性信号进行实时比较，若相位角之差在±30°范围内则判断为同相，若相位角之差大于±30°则判断为异相，并以不同的光电信号表示是否是同相，还可表示是否有电。(3)两个装置无须导线连接，装置轻便、简单，此外装置工作与否不须外设开关，两个装置的工作状态由测试装置与导线是否接触来控制，当发送装置和接收装置的电极与导线接触就自动进行工作，当发送装置和接收装置的电极不与导线接触就自动停止工作，这种设置较为节能。(4)本实用新型采用低频载波进行无线发送和接收(避开50赫兹的工频频率，可在60至250千赫的范围内选择)，走出了人们通常认为的只有高频才适合作为载波的误区，用低频无线电波做载波对于测量相距20米以内的不同相线组的导线的电源相位关系的做法是可行的。


图1为本实用新型的一种示意图。
图2为本实用新型的发送装置的一种电路框图。
图3为本实用新型的接收装置的一种电路框图。
图4为本实用新型的发送装置使用时的一种示意图。
图5为本实用新型的接收装置使用时的一种示意图。
具体实施方式
(实施例1)见图1、图2及图4，本实施例的电路装置由发送装置1和接收装置2组成。发送装置1具有发送天线及信号采集处理电路11、相位信号调制电路12、第一窗口比较电路13、第一方波发生电路14、第一驱动电路15、第一声光报警电路16、第一计数电路17和第一外壳18。
发送天线及信号采集处理电路11是可通过直接接触的形式获取本组相线的工频相位信号、以及可以通过天线以无线发送的形式发送载有相位信号的低频已调波的电路。发送天线及信号采集处理电路11具有第一电极、第一电感线圈以及第一LC调谐电路；第一电极即为发送天线；第一LC调谐电路由第二电感线圈和可变电容器并联组成；第一电感线圈与第一电极串连；第一LC调谐电路的第二电感线圈与第一电感线圈耦合；第一LC调谐电路的信号输出端即为发送天线及信号采集处理电路11的工频相位信号输出端。发送装置1的第一电极位于第一外壳18外，发送装置1的信号采集处理电路、相位信号调制电路12、第一窗口比较电路13、第一方波发生电路14、第一驱动电路15、第一声光报警电路16和第一计数电路17位于第一外壳18中；第一电极11-1为一体件，由位于上部的挂钩体11-2和位于下部电极主体11-3构成；第一电极11-1的挂钩体11-2的上下方向的长度为30毫米，电极主体11-3的上下方向的长度为30毫米。发送装置1的第一外壳18上设有使用时可与第一绝缘操作杆19相连接的连接端。
相位信号调制电路12是可将调制波加载到载波上得到已调波的电路。第一方波发生电路14是可输出低频方波信号且频率可调的信号发生电路。第一驱动电路15具有第一控制端、第二控制端、第三控制端、报警信号输出端和计数信号输出端。第一声光报警电路16主要由发光二极管和蜂鸣器组成。
发送天线及信号采集处理电路11的工频相位信号输出端与相位信号调制电路12的工频相位信号输入端以及第一窗口比较电路13的工频相位信号输入端相连；第一方波发生电路14的低频方波信号输出端与相位信号调制电路12的低频载波信号输入端以及第一驱动电路15的第二控制端相连；相位信号调制电路12的已调波低频信号输出端与发送天线及信号采集处理电路11的发送信号输入端相连；第一窗口比较电路13的输出端与第一驱动电路15的第一控制端相连；第一驱动电路15的报警信号输出端与第一声光报警电路16的报警信号输入端相连；第一驱动电路15的计数信号输出端与第一计数电路17的计数信号输入端相连，第一计数电路17的控制信号输出端与第一驱动电路15的第三控制端相连。
见图3及图5，接收装置2具有接收天线及信号采集处理电路21、相位信号解调电路22、第二窗口比较电路23、第二方波发生电路24、第二驱动电路25、第二声光报警电路26、第二计数电路27和第二外壳28。
接收天线及信号采集处理电路21是可通过直接接触的形式获取本组相线的工频相位信号、以及可以通过天线以无线接收的形式接收载有相位信号的低频已调波的电路；接收天线及信号采集处理电路21具有工频相位信号输出端和已调波信号输出端；接收天线及信号采集处理电路21具有第二电极、第三电感线圈以及第二LC调谐电路；第二电极即为接收天线第二LC调谐电路由第四电感线圈和可变电容器并联组成；第三电感线圈与第二电极串连；第二LC调谐电路的第四电感线圈与第三电感线圈耦合；第二LC调谐电路的信号输出端即为接收天线及信号采集处理电路21的工频相位信号输出端。接收装置2的第二电极位于第二外壳28外，接收装置2的信号采集处理电路、相位信号解调电路22、第二窗口比较电路23、第二方波发生电路24、第二驱动电路25、第二声光报警电路26和第二计数电路27位于第二外壳28中；接收装置2的第二电极21-1为一体件，由位于上部的折形体21-2和位于下部电极主体21-3构成。第二电极的折形体21-2的上下方向的长度为40毫米，电极主体21-3的上下方向的长度为20毫米。接收装置2的第二外壳28上设有使用时可与第二绝缘操作杆29相连接的连接端。
相位信号解调电路22是可将接收到的已调波解调而得到工频解调波的电路；第二方波发生电路24是可输出低频方波信号且频率可调的信号发生电路；第二驱动电路25具有第一控制端、第二控制端、第三控制端、报警信号输出端和计数信号输出端。第二声光报警电路26主要由发光二极管和蜂鸣器组成。
接收天线及信号采集处理电路21的工频相位信号输出端与第二窗口比较电路23的一个输入端相连，相位信号解调电路22工频解调波信号输出端与第二窗口比较电路23的另一个输入端相连；第二窗口比较电路23的输出端与第二驱动电路25的第一控制端相连；第二方波发生电路24的低频方波信号输出端与第二驱动电路25的第二控制端相连；第二驱动电路25的报警信号输出端与第二声光报警电路26的报警信号输入端相连。第二驱动电路25的计数信号输出端与第二计数电路27的计数信号输入端相连，第二计数电路27的控制信号输出端与第二驱动电路25的第三控制端相连。
见图1至图5，本实用新型的发送装置1和接收装置组成一个系统相互配合使用。系统的发送装置1工作时，发送天线(第一电极11-1)同时用于采集相位信号。当测量相位时，第一电极11-1与线路导线相接触。根据电磁场理论在第一电极11-1上就耦合出具有相位关系的频率为工频(50赫兹)的电磁信号，电磁信号在与第一电极11-1相连的第一电感线圈中产生感应电动势。通过第一LC谐振电路的选频特性把具有相位关系的电网电压信号送到相位信号调制电路12，相位信号调制电路12将接收到的包含相位关系的电网电压信号作为调制波与第一方波发生电路14输入的载波(100赫兹)进行调制后，从相位信号调制电路12的已调波低频信号输出端输出含有相位信息的已调波信号，再经发送天线发出该低频已调波至接收装置2。第一窗口比较电路13用于检测线路电压，若线路有电(测量时第一电极11-1与线路接触)，第一窗口比较电路13的输至第一驱动电路15的第一控制端的电压发生变化(变为低电平)，而触发第一驱动电路15工作，进而使第一声光报警电路16会发出声光报警指示信号。频率可调的第一方波发生电路14除用作发送载波信号外，还发出控制信号至第一驱动电路15的第二控制端，控制第一声光报警电路16中发光管闪烁频率和蜂鸣器声调。第一计数电路17在其计数信号输入端接收到的脉冲次数达到预定值(例如5次)时，则从其控制信号输出端输出一触发信号至第一驱动电路15的第三控制端，而使第一驱动电路15停止工作，从而可使第一声光报警电路16的发光管闪烁次数和蜂鸣器发声次数由第一计数电路17控制。整个电路采用外接9V电源供电(1节电池)。
系统的接收装置2工作时，接收天线(第二电极21-1)接收发送装置1发送的载有相位调制波信号的低频无线电已调波信号，该信号输至相位信号解调电路22；相位信号解调电路22将已调波解调后，将包含相位关系的电网电压信号输至第二窗口比较电路23。同时，第二电极21-1也用于采集本地导线的相位信号。当测量本地导线相位时，第二电极21-1与线路导线相接触；根据电磁场理论在第二电极21-1上就耦合出具有相位关系的频率为工频(50赫兹)的电磁信号，电磁信号在与第二电极21-1相连的第三电感线圈中产生感应电动势。通过第二LC谐振电路的选频特性把具有相位关系的电网电压信号送到第二窗口比较电路23。第二窗口比较电路23将测得本地的具有相位关系的信号和接收到发送装置端的具有相位关系的信号进行比较，若两个含有相位信号的线路电压同相，则第二窗口比较电路23的输出电压发生变化(变为低电平)，而触发第二驱动电路25工作，进而使第二声光报警电路26会发出强声光报警信号。频率可调的第二方波发生电路24发出控制信号至第二驱动电路25的第二控制端，控制发光管闪烁频率和控制蜂鸣器声调。第二计数电路27在其计数信号输入端接收到的脉冲次数达到预定值(例如5次)时，则从其控制信号输出端输出一触发信号至第二驱动电路25的第三控制端，而使第二驱动电路25停止工作。若异相，则第二窗口比较电路23的输出电压相对较高，而使第二声光报警电路26只会发出一微弱光信号，只表示接收装置2所接触的那根导线有电。整个电路采用外接9V电源供电(1节电池)。
权利要求1.一种三相电源相位检测仪的电路装置，具有发送装置(1)和与发送装置相配合的接收装置(2)；其特征在于发送装置(1)具有发送天线及信号采集处理电路(11)、相位信号调制电路(12)、第一窗口比较电路(13)、第一方波发生电路(14)、第一驱动电路(15)和第一声光报警电路(16)；发送天线及信号采集处理电路(11)是可通过直接接触的形式获取本组相线的工频相位信号、以及可以通过天线以无线发送的形式发送载有相位信号的低频已调波的电路；相位信号调制电路(12)是可将调制波加载到载波上得到已调波的电路；第一方波发生电路(14)是可输出低频方波信号的信号发生电路；发送天线及信号采集处理电路(11)的工频相位信号输出端与相位信号调制电路(12)的工频相位信号输入端以及第一窗口比较电路(13)的工频相位信号输入端相连；第一方波发生电路(14)的低频方波信号输出端与相位信号调制电路(12)的低频载波信号输入端以及第一驱动电路(15)的第二控制端相连；相位信号调制电路(12)的已调波低频信号输出端与发送天线及信号采集处理电路(11)的发送信号输入端相连；第一窗口比较电路(13)的输出端与第一驱动电路(15)的第一控制端相连；第一驱动电路(15)的报警信号输出端与第一声光报警电路(16)的报警信号输入端相连；接收装置(2)具有接收天线及信号采集处理电路(21)、相位信号解调电路(22)、第二窗口比较电路(23)、第二方波发生电路(24)、第二驱动电路(25)和第二声光报警电路(26)；接收天线及信号采集处理电路(21)是可通过直接接触的形式获取本组相线的工频相位信号、以及可以通过天线以无线接收的形式接收载有相位信号的低频已调波的电路；接收天线及信号采集处理电路(21)具有工频相位信号输出端和已调波信号输出端；相位信号解调电路(22)是可将接收到的已调波解调而得到工频解调波的电路；第二方波发生电路(24)是可输出低频方波信号的信号发生电路；接收天线及信号采集处理电路(21)的工频相位信号输出端与第二窗口比较电路(23)的一个输入端相连，相位信号解调电路(22)工频解调波信号输出端与第二窗口比较电路(23)的另一个输入端相连；第二窗口比较电路(23)的输出端与第二驱动电路(25)的第一控制端相连；第二方波发生电路(24)的低频方波信号输出端与第二驱动电路(25)的第二控制端相连；第二驱动电路(25)的报警信号输出端与第二声光报警电路(26)的报警信号输入端相连。
2.根据权利要求1所述的三相电源相位检测仪的电路装置，其特征在于发送装置(1)还具有第一计数电路(17)；第一驱动电路(15)还设有计数信号输入端和第三控制端；第一驱动电路(15)的计数信号输出端与第一计数电路(17)的计数信号输入端相连，第一计数电路(17)的控制信号输出端与第一驱动电路(15)的第三控制端相连；第一方波发生电路(14)是频率可调的信号发生电路。
3.根据权利要求1所述的三相电源相位检测仪的电路装置，其特征在于发送装置(1)的发送天线及信号采集处理电路(11)具有第一电极、第一电感线圈以及第一LC调谐电路；第一电极即为发送天线；第一LC调谐电路由第二电感线圈和可变电容器并联组成；第一电感线圈与第一电极串连；第一LC调谐电路的第二电感线圈与第一电感线圈耦合；第一LC调谐电路的信号输出端即为发送天线及信号采集处理电路(11)的工频相位信号输出端。
4.根据权利要求3所述的三相电源相位检测仪的电路装置，其特征在于发送装置(1)还具有第一外壳(18)；发送装置(1)的第一电极位于第一外壳(18)外，发送装置(1)的信号采集处理电路、相位信号调制电路(12)、第一窗口比较电路(13)、第一方波发生电路(14)、第一驱动电路(15)、第一声光报警电路(16)和第一计数电路(17)位于第一外壳(18)中；第一电极(11-1)为一体件，由位于上部的挂钩体(11-2)和位于下部电极主体(11-3)构成；第一电极(11-1)的挂钩体(11-2)的上下方向的长度为30至50毫米，电极主体(11-3)的上下方向的长度为20至50毫米。
5.根据权利要求4所述的三相电源相位检测仪的电路装置，其特征在于发送装置(1)的第一外壳(18)上设有使用时可与第一绝缘操作杆(19)相连接的连接端。
6.根据权利要求1所述的三相电源相位检测仪的电路装置，其特征在于接收装置(2)还具有第二计数电路(27)；第二驱动电路(25)还设有计数信号输入端和第三控制端；第二驱动电路(25)的计数信号输出端与第二计数电路(27)的计数信号输入端相连，第二计数电路(27)的控制信号输出端与第二驱动电路(25)的第三控制端相连；第二方波发生电路(24)是频率可调的信号发生电路。
7.根据权利要求6所述的三相电源相位检测仪的电路装置，其特征在于接收装置(2)的接收天线及信号采集处理电路(21)具有第二电极、第三电感线圈以及第二LC调谐电路；第二电极即为接收天线；第二LC调谐电路由第四电感线圈和可变电容器并联组成；第三电感线圈与第二电极串连；第二LC调谐电路的第四电感线圈与第三电感线圈耦合；第二LC调谐电路的信号输出端即为接收天线及信号采集处理电路(21)的工频相位信号输出端。
8.根据权利要求7所述的三相电源相位检测仪的电路装置，其特征在于接收装置(2)还具有第二外壳(28)；接收装置(2)的第二电极位于第二外壳(28)外，接收装置(2)的信号采集处理电路、相位信号解调电路(22)、第二窗口比较电路(23)、第二方波发生电路(24)、第二驱动电路(25)、第二声光报警电路(26)和第二计数电路(27)位于第二外壳(28)中；接收装置(2)的第二电极(21-1)为一体件，由位于上部的折形体(21-2)和位于下部电极主体(21-3)构成。
9.根据权利要求8所述的三相电源相位检测仪的电路装置，其特征在于第二电极的折形体(21-2)的上下方向的长度为30至50毫米，电极主体(21-3)的上下方向的长度为20至50毫米。
10.根据权利要求8所述的三相电源相位检测仪的电路装置，其特征在于接收装置(2)的第二外壳(28)上设有使用时可与第二绝缘操作杆(29)相连接的连接端。
专利摘要本实用新型涉及一种采用无线工作方式的三相电源相位检测仪的电路装置。本装置包括发送装置和接收装置。发送装置是使用时既可按直接接触方式采集本地三相电源的相位信号、又可通过无线发送的方式发送具有相位关系信息的已调波的装置；接收装置是使用时既可按直接接触方式采集本地三相电源的相位信号、又可通过无线接收的方式接收具有相位关系信息的已调波的装置，且接收装置还可将所接收的已调波进行解调，将两种含有相位关系信号进行比较而确定相位的异同，并通过声光报警电路告诉比较结果。本实用新型使用方便、安全性好、工作可靠。
文档编号G01R25/00GK2634489SQ03259609
公开日2004年8月18日 申请日期2003年7月14日 优先权日2003年7月14日
发明者胡钢, 常兴, 张金波, 张学武 申请人:常州市人本电气有限公司, 河海大学常州校区