專利名稱：動(dòng)力電纜不接觸式電壓傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是屬電力、電子、信號(hào)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
煤礦高壓動(dòng)力電纜的狀態(tài)檢測(cè)主要是進(jìn)行1、負(fù)載狀態(tài)，即動(dòng)力電纜有電壓、有電流的判斷；2、無(wú)載狀態(tài)，即動(dòng)力電纜有電壓、無(wú)電流的判斷；3、單相接地或線間短路狀態(tài)的判斷。要進(jìn)行這些狀態(tài)的檢測(cè)，首先要提取電壓、電流信號(hào)，若是從電壓互感器或電流互感器上取得，則對(duì)煤礦井下來(lái)說(shuō)是很不方便且不安全的。目前，已研制出用于煤礦高壓動(dòng)力電纜檢測(cè)的不接觸式電流傳感器，可安全可靠地提取電流信號(hào)，但對(duì)電壓信號(hào)安全可靠的提取和判斷尚無(wú)辦法。
本實(shí)用新型的目的就是提供一種新型的、用于煤礦高壓動(dòng)力電纜狀態(tài)檢測(cè)的不接觸式電壓傳感器，它可在礦井生產(chǎn)過(guò)程中，安全可靠地提取動(dòng)力電纜中的電壓信號(hào)，且進(jìn)行判斷。這種不接觸式電壓傳感器從未出現(xiàn)使用過(guò)。
本實(shí)用新型是由一良導(dǎo)體、放大電路、比較電路、控制電路和輸出電路所構(gòu)成。它是根據(jù)U＝∫L ·d 變化的電場(chǎng)，在場(chǎng)中造成不同的電壓分布的原理，將一良導(dǎo)體絕緣于地且靠近動(dòng)力電纜，并取該良導(dǎo)體對(duì)地的電壓作為輸出信號(hào)；該輸出信號(hào)經(jīng)放大電路中的信號(hào)跟隨和放大后送比較電路，與一基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)動(dòng)力電纜有電壓時(shí)，比較電路輸出高電平；當(dāng)動(dòng)力電纜無(wú)電壓時(shí)，比較電路輸出低電平。若比較電路輸出為高電平，則經(jīng)控制電路使輸出電路輸出一正向電流；若比較電路輸出為低電平，則經(jīng)控制電路使輸出電路輸出一反向電流。通過(guò)電流流向的判斷，就可知道動(dòng)力電纜中有無(wú)電壓。
這種用于煤礦動(dòng)力電纜狀態(tài)檢測(cè)的不接觸式電壓傳感器，只需將其良導(dǎo)體卡在三相動(dòng)力電纜的外皮上，就可安全可靠地提取動(dòng)力電纜中的電壓信號(hào)，并進(jìn)行判斷。這是因其工作電流均為毫安級(jí)，很容易做成本質(zhì)安全型產(chǎn)品，這對(duì)煤礦來(lái)講是非常重要的。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，抗干擾和選擇性能強(qiáng)，可適應(yīng)于較寬的電壓范圍(220V～8000V)，安裝使用方便，可廣泛適用于動(dòng)力電纜的工況監(jiān)測(cè)。
附

圖1為本實(shí)用新型的良導(dǎo)體結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為本實(shí)用新型的電氣線路圖。
附圖3為本實(shí)用新型的輸出電路線路圖。
本實(shí)用新型的實(shí)施例結(jié)合附圖作進(jìn)一步說(shuō)明。
根據(jù)U＝∫L ·d 變化電場(chǎng)，在場(chǎng)中造成不同的電壓分布的原理，將一良導(dǎo)體1絕緣于地，且卡接在三相動(dòng)力電纜2的絕緣外皮3上；良導(dǎo)體可為鐵，良導(dǎo)體1對(duì)地的電壓作為輸出信號(hào)送到放大電路4。
由運(yùn)放A1、A2、電阻R1～R4所構(gòu)成的放大電路4，是將良導(dǎo)體1對(duì)地的電壓信號(hào)送到A1的“＋”端，A1的“－”端接A1的輸出端，A1的輸出端經(jīng)電阻R1接A2的“＋”端，A2的“－”端分別經(jīng)電阻R2接地，經(jīng)可調(diào)電阻R3接A2的輸出端，A2的輸出端經(jīng)電阻R4接比較電路5中的運(yùn)放A3的“＋”端。
由運(yùn)放A3、A4、電阻R5～R15、二極管D1～D4、三極管T1、電容C所構(gòu)成的比較電路5，是將A3的“＋”端與“－”端之間順接D2和反接D1，A3的“－”端經(jīng)電阻R7后，分別經(jīng)電阻R5接地，經(jīng)電阻R6接Vc，A3的輸出端經(jīng)電阻R8接T1的基極，Vc經(jīng)電阻R10接T1的集電極，在T1的基極與發(fā)射極之間接電阻R9，T1的發(fā)射極接地，T1的集電極分別經(jīng)電阻R11、電容C接地，經(jīng)電阻R13接A4的“－”端，A4的“－”端與“＋”端之間順接D3和反接D4，A4的“＋”端經(jīng)電阻R14后，分別經(jīng)R2接地，經(jīng)R15接VC，A4的輸出端經(jīng)電阻R16接控制電路6中T2的基極。這里D1～D4起限幅作用，Vc經(jīng)電阻R5～R7分壓后在A3的“－”端提供一基準(zhǔn)電壓，三極管T1工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，A1、A2、A3、A4為四運(yùn)放LM324。
由三極管T2、電阻R16～R18、二極管D5、繼電器J所構(gòu)成的控制電路6，是將T2的基極分別經(jīng)電阻R16接A4的輸出端，經(jīng)R17接T2的發(fā)射極，T2的發(fā)射極接地，Vc經(jīng)繼電器J、電阻R18后接T2的集電極，并在繼電器J旁并接二極管D5。這里T2是工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，繼電器J為JRW－3M。
由三極管T3、穩(wěn)壓管DW、電阻R19～R21、發(fā)光二極管D6、D7、負(fù)載電阻RL構(gòu)成的輸出電路7，是將T3的基極接至電阻R20的可調(diào)端，T2的發(fā)射極經(jīng)電阻R21接地；穩(wěn)壓管DW的正極接地，負(fù)極分別經(jīng)電阻R20接地，經(jīng)電阻R19接VC；T3的集電極接a′端和b端，Vc經(jīng)順接發(fā)光二極管D6接a端，經(jīng)順接發(fā)光二極管D7接b′端，在a″端和b″端之間接負(fù)載電阻RL。當(dāng)繼繼電器J吸合時(shí)，a、a″兩端和b、b″兩端接通；當(dāng)繼電器J斷開(kāi)時(shí)，a、a″兩端和b、b″兩端接通。Vc工作電壓均為＋12V直流電壓。
當(dāng)三相動(dòng)力電纜有電壓時(shí)，良導(dǎo)體對(duì)地電壓經(jīng)A1跟隨、A2放大后，與基準(zhǔn)電壓比較，使A3輸出為高電平，這樣，T1導(dǎo)通，電容C放電，使A4輸出為高電平，T2導(dǎo)通，繼電器J吸合，觸點(diǎn)a′與a″接通，b′與b″接通，發(fā)光二極管D7亮，在負(fù)載電阻上輸出正向電流IL。
當(dāng)三相動(dòng)力電纜無(wú)電壓時(shí)，良導(dǎo)體對(duì)地電壓經(jīng)A1跟隨，A2放大后，與基準(zhǔn)電壓比較，A3輸出為低電平，這樣T1截止，電容C充電，使A4輸出為“0”，T2截止，繼電器J斷開(kāi)，觸點(diǎn)a與a″接通，b與b″接通，發(fā)光二極管D6亮，在負(fù)載電阻上輸出反向電流－IL。
這樣，根據(jù)輸出電路7在負(fù)載電阻RL上的電流流向，就可判定出三相動(dòng)力電纜的電壓“有”還是“無(wú)”，為高壓動(dòng)力電纜的狀態(tài)檢測(cè)提供了可靠地依據(jù)。
權(quán)利要求1.一種新型的三相動(dòng)力電纜不接觸式電壓傳感器，是由良導(dǎo)體1、放大電路4、比較電路5、控制電路6、輸出電路7所組成，其特征在于a、絕緣于地的良導(dǎo)體1是卡接在三相動(dòng)力電纜2的絕緣外皮3上，其對(duì)地的電壓作為輸出信號(hào)送放大電路4；b、放大電路4是由運(yùn)放A1、A2，電阻R1、R2、R3、R4所構(gòu)成，其中良導(dǎo)體1的輸出接A1的“+”端，A1的“-”端接A1的輸出端，A1的輸出端經(jīng)電阻R1接A2的“+”端，A2的“-”端分別經(jīng)電阻R2接地，經(jīng)可調(diào)電阻R3接A2的輸出端，A2的輸出端經(jīng)電阻R4接比較電路5中的運(yùn)放A3的“+”端；c、比較電路5是由運(yùn)放A3、A4，電阻R5～R15，二極管D1～D4，三極管T1、電容C所構(gòu)成，其中A3的“+”端與“-”端之間反接D1和順接D2，A3的“-”端經(jīng)電阻R7后，分別經(jīng)電阻R5接地，經(jīng)電阻R6接Vc，A3的輸出端經(jīng)電阻R8接T1的基極，Vc經(jīng)電阻R10接T1的集電極，在T1的基極與發(fā)射極之間接電阻R9，T1的發(fā)射極接地，T1的集電極分別經(jīng)電阻R11、電容C接地，經(jīng)電阻R13接A4的“-”端，A4的“-”端與“+”端之間順接D3和反接D4，A4的“+”端經(jīng)電阻R14后，分別經(jīng)R12接地，經(jīng)R15接Vc，A4的輸出端經(jīng)電阻R16接控制電路6中T2的基極；d、控制電路6是由三極管T2、電阻R16～R18、二極管D5、繼電器J所構(gòu)成，其中T2的基極分別經(jīng)電阻R16接A4的輸出端，經(jīng)R17接T2的發(fā)射極，T2的發(fā)射極接地，Vc經(jīng)繼電器J、電阻R18后接T12的集電極，在繼電器J旁并接二極管D5；e、輸出電路7是由三極管T3、穩(wěn)壓管DW、電阻R19、R20、R21、發(fā)光二極管D6、D7、負(fù)載電阻RL所構(gòu)成，其中T3的基極接電阻R20的可調(diào)端，T3的發(fā)射極經(jīng)電阻R21接地，穩(wěn)壓管DW的正極接地，負(fù)極分別經(jīng)電阻R20接地，經(jīng)電阻R19接Vc，T3的集電極接a′的端和b端，Vc經(jīng)順接發(fā)光管D6接a端，經(jīng)順接發(fā)光管D7接b′端，a″端和b″端之間接負(fù)載電阻RL。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓傳感器，其特征在于良導(dǎo)體為鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓傳感器，其特征在于當(dāng)繼電器J吸合時(shí)，a′、a″兩端和b′、b″兩端接通；當(dāng)繼電器J斷開(kāi)時(shí)，a、a″兩端和b、b″兩端接通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電壓傳感器，其特征在于運(yùn)放A1、A2、A3、A4為四運(yùn)放LM324，繼電器J為JRW－3M。
專利摘要一種新型的三相動(dòng)力電纜不接觸式電壓傳感器，是由一良導(dǎo)體、放大電路、比較電路、控制電路和輸出電路所構(gòu)成，只需將良導(dǎo)體卡在三相動(dòng)力電纜的外皮上，就可安全可靠地提取動(dòng)力電纜中的電壓信號(hào)，并進(jìn)行判斷。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，抗干擾和選擇性能強(qiáng)，適應(yīng)于較寬的電壓范圍(220V～8000V)，安裝使用方便，可廣泛應(yīng)用于高壓動(dòng)力電纜的狀態(tài)檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01R19/145GK2114166SQ9123068
公開(kāi)日1992年8月26日 申請(qǐng)日期1991年12月10日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月10日
發(fā)明者趙英麟, 宗偉林 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)