RF - 今日电子

然后将交流信号倍压整流成直流信号,
减法器减掉相邻线路间的干扰信号,放
大器将信号进行必要的放大后送入施密
特触发器,触发器根据输入信号的大小
送出有电、无电两种信号,信号指示灯
将有电无电信号在验电器上显示出来,
同时监控信号发送电路将有电无电信号
送入室内监控设备。
图 1 非接触式验电器原理图
非接触式高压验电器的结构
电源
电源对整个设备提供 12V 的直流工
作电压。本装置一般安装在铁路配电所
附近,各个配电所能提供的电源不同,
有交流 220V 也有直流 110V,因此本装
置中选用了北京新兴博思达科技有限公
司的 HQE 15W 交流 / 直流隔离变换
器作为电源,该电源输入可以是交、直
流,输出电压为直流 12V。
传感器
传感器安装在距离高压线 0.8m 的
正下方,用于读取高压线附近的电场信
号。本装置中的传感器采用铜片电容设
计,从电容两端分别引出两根导线,靠
近高压线处铜片引出的导线作为信号输
出的正极,另一端接地。传感器的信号
线外都加有屏蔽层,屏蔽层与传感器信
号线中的地线一同接地。传感器送出的
信号为工频 50Hz 交流电压信号。
信号跟随电路
电容式传感器电流驱动能力较弱,
这就对验电器的输入阻抗有较严格的要
求。从实际使用的情况来看,输入阻抗
最佳值是在 1~2M Ω。另外由于传感器
送出的是交流信号,并且验电器使 用单
电源,故在信号进入后必须进行偏置,
否则在滤波处就会将信号负半周截止
掉。信号跟随电路如图 2 所示。信号由
C1 — 1 输入,C1 — 3 接地,电容 C101
隔去直流干扰信号。电位器 W101 接电
源,另一端与 R101 连接组成偏置电路,
通过调节 W101 来为输入新提供合适的
偏置电压。C102 为退偶电容。
图 2 信号跟随电路
滤波电路
本电路中采用了一阶巴特沃思低通
滤波,滤波截止频率为 50Hz。信号经过
滤波之后高次谐波得到明显的削弱,验
电器的稳定性得到加强。
倍压整流电路
倍压整流电路将交流信号转换为直
流信号。验电器最后只需检测出高压线
有电和无电两种状态,信号经过整流之
后就转化为直流信号供后续电路处理。
减法电路
相邻线路之间存在着相互干扰信
号,减法电路可以将干扰信号减掉或将
应用设计:工业控制
过强的信号衰减到合适的值。
放大电路
不同现场中信号强弱不一样,有些
现场的信号经过倍压之后不足以驱动后
续电路工作,放大器可以将信号放大到
合适的大小。
施密特触发电路
现场中信号在电力机车通过的时候
难免出现一定幅度的波动,在之前设计
的验电器中曾经出现过指示灯连续跳动
的问题,跳动频率几十赫兹。施密特触
发电路可以很好的解决这个问题。本电
路采用 NE555 设计,阈值电压为 4V 和
8V,即输入电压大于 8V 时输出为低电
平,输入电压低于 4V 时输出为高电平。
信号指示和监控信号发送电路
指示灯将高压线有电或无电信号在
验电器上显示出来,监控信号发送电路
将有电或无电信号送入监控室。施密特
触发电路输出的信号控制两路并联继电
器,一路控制信号灯,另一路继电器根
据输入端的信号发出断开、闭两个状态
将有电无电信号送如室内监控设备。
结束语
本装置不需要与高压线直接接触,
使用起来安全、方便、正确。本项目从
2007 年元月开始使用,经过几个月的运
行至今没有出现问题,能正确发出有电、
无电指示信号和监控信号,电力机车通
过时的干扰信号得到有效的衰减,整个
设备运行稳定,完全可以满足实际应用。
因此本装置设计原理和思路的正确性得
到验证。非接触式验电器的出现将会对
新型验电器的发展起到一点推动作用。
今日电子 · 2007 年 12 月
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