CN2114166U

CN2114166U - 动力电缆不接触式电压传感器

Info

Publication number: CN2114166U
Application number: CN 91230685
Authority: CN
Inventors: 赵英麟; 宗伟林
Original assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Current assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Priority date: 1991-12-10
Filing date: 1991-12-10
Publication date: 1992-08-26

Abstract

一种新型的三相动力电缆不接触式电压传感器，是由一良导体、放大电路、比较电路、控制电路和输出电路所构成，只需将良导体卡在三相动力电缆的外皮上，就可安全可靠地提取动力电缆中的电压信号，并进行判断。本实用新型结构简单，灵敏度高，抗干扰和选择性能强，适应于较宽的电压范围(220V～ 8000V)，安装使用方便，可广泛应用于高压动力电缆的状态检测。

Description

本实用新型是属电力、电子、信号检测技术领域。

煤矿高压动力电缆的状态检测主要是进行：1、负载状态，即动力电缆有电压、有电流的判断；2、无载状态，即动力电缆有电压、无电流的判断；3、单相接地或线间短路状态的判断。要进行这些状态的检测，首先要提取电压、电流信号，若是从电压互感器或电流互感器上取得，则对煤矿井下来说是很不方便且不安全的。目前，已研制出用于煤矿高压动力电缆检测的不接触式电流传感器，可安全可靠地提取电流信号，但对电压信号安全可靠的提取和判断尚无办法。

本实用新型的目的就是提供一种新型的、用于煤矿高压动力电缆状态检测的不接触式电压传感器，它可在矿井生产过程中，安全可靠地提取动力电缆中的电压信号，且进行判断。这种不接触式电压传感器从未出现使用过。

本实用新型是由一良导体、放大电路、比较电路、控制电路和输出电路所构成。它是根据U＝∫L

·d

变化的电场，在场中造成不同的电压分布的原理，将一良导体绝缘于地且靠近动力电缆，并取该良导体对地的电压作为输出信号；该输出信号经放大电路中的信号跟随和放大后送比较电路，与一基准电压进行比较，当动力电缆有电压时，比较电路输出高电平；当动力电缆无电压时，比较电路输出低电平。若比较电路输出为高电平，则经控制电路使输出电路输出一正向电流；若比较电路输出为低电平，则经控制电路使输出电路输出一反向电流。通过电流流向的判断，就可知道动力电缆中有无电压。

这种用于煤矿动力电缆状态检测的不接触式电压传感器，只需将其良导体卡在三相动力电缆的外皮上，就可安全可靠地提取动力电缆中的电压信号，并进行判断。这是因其工作电流均为毫安级，很容易做成本质安全型产品，这对煤矿来讲是非常重要的。本实用新型结构简单，灵敏度高，抗干扰和选择性能强，可适应于较宽的电压范围（220V～8000V），安装使用方便，可广泛适用于动力电缆的工况监测。

附图1为本实用新型的良导体结构示意图。

附图2为本实用新型的电气线路图。

附图3为本实用新型的输出电路线路图。

本实用新型的实施例结合附图作进一步说明。

根据U＝∫L

·d 变化电场，在场中造成不同的电压分布的原理，将一良导体1绝缘于地，且卡接在三相动力电缆2的绝缘外皮3上；良导体可为铁，良导体1对地的电压作为输出信号送到放大电路4。

由运放A₁、A₂、电阻R₁～R₄所构成的放大电路4，是将良导体1对地的电压信号送到A₁的“＋”端，A₁的“－”端接A₁的输出端，A₁的输出端经电阻R₁接A₂的“＋”端，A₂的“－”端分别经电阻R₂接地，经可调电阻R₃接A₂的输出端，A₂的输出端经电阻R₄接比较电路5中的运放A₃的“＋”端。

由运放A₃、A₄、电阻R₅～R₁₅、二极管D₁～D₄、三极管T₁、电容C所构成的比较电路5，是将A₃的“＋”端与“－”端之间顺接D₂和反接D₁，A₃的“－”端经电阻R₇后，分别经电阻R₅接地，经电阻R₆接V_c，A₃的输出端经电阻R₈接T₁的基极，V_c经电阻R₁₀接T₁的集电极，在T₁的基极与发射极之间接电阻R₉，T₁的发射极接地，T₁的集电极分别经电阻R₁₁、电容C接地，经电阻R₁₃接A₄的“－”端，A₄的“－”端与“＋”端之间顺接D₃和反接D₄，A₄的“＋”端经电阻R₁₄后，分别经R₂接地，经R₁₅接V_C，A₄的输出端经电阻R₁₆接控制电路6中T₂的基极。这里：D₁～D₄起限幅作用，V_c经电阻R₅～R₇分压后在A₃的“－”端提供一基准电压，三极管T₁工作在开关状态，A₁、A₂、A₃、A₄为四运放LM324。

由三极管T₂、电阻R₁₆～R₁₈、二极管D₅、继电器J所构成的控制电路6，是将T₂的基极分别经电阻R₁₆接A₄的输出端，经R₁₇接T₂的发射极，T₂的发射极接地，V_c经继电器J、电阻R₁₈后接T₂的集电极，并在继电器J旁并接二极管D₅。这里：T₂是工作在开关状态，继电器J为JRW－3M。

由三极管T₃、稳压管DW、电阻R₁₉～R₂₁、发光二极管D₆、D₇、负载电阻R_L构成的输出电路7，是将T₃的基极接至电阻R₂₀的可调端，T₂的发射极经电阻R₂₁接地；稳压管DW的正极接地，负极分别经电阻R₂₀接地，经电阻R₁₉接V_C；T₃的集电极接a′端和b端，V_c经顺接发光二极管D₆接a端，经顺接发光二极管D₇接b′端，在a″端和b″端之间接负载电阻R_L。当继继电器J吸合时，a、a″两端和b、b″两端接通；当继电器J断开时，a、a″两端和b、b″两端接通。V_c工作电压均为＋12V直流电压。

当三相动力电缆有电压时，良导体对地电压经A₁跟随、A₂放大后，与基准电压比较，使A₃输出为高电平，这样，T₁导通，电容C放电，使A₄输出为高电平，T₂导通，继电器J吸合，触点a′与a″接通，b′与b″接通，发光二极管D₇亮，在负载电阻上输出正向电流I_L。

当三相动力电缆无电压时，良导体对地电压经A₁跟随，A₂放大后，与基准电压比较，A₃输出为低电平，这样：T₁截止，电容C充电，使A₄输出为“0”，T₂截止，继电器J断开，触点a与a″接通，b与b″接通，发光二极管D₆亮，在负载电阻上输出反向电流－I_L。

这样，根据输出电路7在负载电阻R_L上的电流流向，就可判定出三相动力电缆的电压“有”还是“无”，为高压动力电缆的状态检测提供了可靠地依据。

Claims

1、一种新型的三相动力电缆不接触式电压传感器，是由良导体1、放大电路4、比较电路5、控制电路6、输出电路7所组成，其特征在于：

a、绝缘于地的良导体1是卡接在三相动力电缆2的绝缘外皮3上，其对地的电压作为输出信号送放大电路4；

b、放大电路4是由运放A₁、A₂，电阻R₁、R₂、R₃、R₄所构成，其中：良导体1的输出接A₁的“+”端，A₁的“-”端接A₁的输出端，A₁的输出端经电阻R₁接A₂的“+”端，A₂的“-”端分别经电阻R₂接地，经可调电阻R₃接A₂的输出端，A₂的输出端经电阻R₄接比较电路5中的运放A₃的“+”端；

c、比较电路5是由运放A₃、A₄，电阻R₅～R₁₅，二极管D₁～D₄，三极管T₁、电容C所构成，其中：A₃的“+”端与“-”端之间反接D₁和顺接D₂，A₃的“-”端经电阻R₇后，分别经电阻R₅接地，经电阻R₆接V_c，A₃的输出端经电阻R₈接T₁的基极，V_c经电阻R₁₀接T₁的集电极，在T₁的基极与发射极之间接电阻R₉，T₁的发射极接地，T₁的集电极分别经电阻R₁₁、电容C接地，经电阻R₁₃接A₄的“-”端，A₄的“-”端与“+”端之间顺接D₃和反接D₄，A₄的“+”端经电阻R₁₄后，分别经R₁₂接地，经R₁₅接V_c，A₄的输出端经电阻R₁₆接控制电路6中T₂的基极；

d、控制电路6是由三极管T₂、电阻R₁₆～R₁₈、二极管D₅、继电器J所构成，其中：T₂的基极分别经电阻R₁₆接A₄的输出端，经R₁₇接T₂的发射极，T₂的发射极接地，V_c经继电器J、电阻R₁₈后接T₁₂的集电极，在继电器J旁并接二极管D₅；

e、输出电路7是由三极管T₃、稳压管DW、电阻R₁₉、R₂₀、R₂₁、发光二极管D₆、D₇、负载电阻R_L所构成，其中：T₃的基极接电阻R₂₀的可调端，T₃的发射极经电阻R₂₁接地，稳压管DW的正极接地，负极分别经电阻R₂₀接地，经电阻R₁₉接V_c，T₃的集电极接a′的端和b端，V_c经顺接发光管D₆接a端，经顺接发光管D₇接b′端，a″端和b″端之间接负载电阻R_L。

2、根据权利要求1所述的电压传感器，其特征在于：良导体为铁。

3、根据权利要求1所述的电压传感器，其特征在于：当继电器J吸合时，a′、a″两端和b′、b″两端接通；当继电器J断开时，a、a″两端和b、b″两端接通。

4、根据权利要求1或2或3所述的电压传感器，其特征在于：运放A₁、A₂、A₃、A₄为四运放LM324，继电器J为JRW－3M。