一種免拆裝等電位裝置的低電阻值檢測(cè)電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種免拆裝等電位裝置的低電阻值檢測(cè)電路，其特征是：至少包括激勵(lì)源、電流拾取單元、被測(cè)等電位單元、參考電纜、信號(hào)處理單元，被測(cè)等電位單元和參考電纜上端接第一接線(xiàn)端子，下端接第二接線(xiàn)端子；被測(cè)等電位單元和參考電纜套接有電流拾取單元，被測(cè)等電位單元和參考電纜并聯(lián)連接，激勵(lì)源通過(guò)第一接線(xiàn)端子分流到被測(cè)等電位單元電流回路和參考電纜電流回路后到第二接線(xiàn)端子；第一接線(xiàn)端子和第二接線(xiàn)端子分別與信號(hào)處理單元6A/D輸入端電連接，電流拾取單元與信號(hào)處理單元的A/D輸入端電連接。本實(shí)用新型具有使用方便、操作簡(jiǎn)單快捷、檢測(cè)精度高、可免拆裝等特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種免拆裝等電位裝置的低電阻值檢測(cè)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電子測(cè)量、信號(hào)轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種免拆裝等電位裝置的低電阻值檢測(cè)電路。
技術(shù)背景
[0002]近年來(lái)儲(chǔ)油罐雷電破壞事故時(shí)有發(fā)生，不僅帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失和生態(tài)影響，而且造成惡劣的社會(huì)影響。據(jù)國(guó)際媒體報(bào)道每年發(fā)生的儲(chǔ)罐火災(zāi)事故中有31%因雷電破壞引起。而據(jù)國(guó)外有關(guān)資料分析，外浮頂儲(chǔ)罐雷擊著火的主要原因是浮盤(pán)與罐壁間的揮發(fā)性油氣混合物因直擊雷或感應(yīng)雷的放電而引起火災(zāi)。對(duì)于金屬罐，國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)均將確保浮盤(pán)與罐壁等電位連接作為最重要的防雷措施之一，并且對(duì)等電位連接裝置布局方式和低阻抗電氣連接都做了嚴(yán)格要求。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)AP1-RP-545-2009規(guī)定，浮盤(pán)和罐壁之間需要適當(dāng)數(shù)量的旁路導(dǎo)體做直接的電氣連接，即采用所謂的等電位裝置方式，要求等電位裝置兩端的最大電阻為0.03 Ω，旁路的等電位裝置的平行間距不得大于30米，沿儲(chǔ)罐圓周最少需要兩處。因此等電位連接裝置的可靠性對(duì)儲(chǔ)罐的防火安全尤為重要。
[0003]等電位裝置現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，隨著時(shí)間的推移，特別是兩端金屬連接點(diǎn)的氧化銹蝕，低阻值性能會(huì)有大大降低，如果不被及時(shí)發(fā)現(xiàn)就會(huì)埋下巨大的安全隱患。
[0004]等電位裝置電阻測(cè)量為低電阻測(cè)量范疇，對(duì)于低電阻的測(cè)量有許多方法，但都不能滿(mǎn)足要求:一是一般等電位裝置中的導(dǎo)體截面比較大，要求不小于50m Iif，裝置也比較笨重，電阻要求〈30毫歐，兩端連接的接觸電阻不能忽略，因此不能對(duì)原有的等電位裝置進(jìn)行拆裝測(cè)試，拆裝下測(cè)試合格的裝置但不能保證恢復(fù)安裝后連接點(diǎn)的接觸性能對(duì)裝置的影響。二是對(duì)于多個(gè)旁路的等電位裝置，在不拆裝的情況下，采用普通方法只能檢測(cè)其等效電阻，而無(wú)法檢測(cè)某一個(gè)等電位體的阻值；三是現(xiàn)場(chǎng)等電位裝置空間跨度大，有幾十米的跨度，環(huán)境對(duì)測(cè)量誤差的影響已無(wú)法忽略，采用普通測(cè)試方法同樣不能滿(mǎn)足。
[0005]因此等電位裝置的電阻測(cè)量在國(guó)內(nèi)尚無(wú)先例，屬于國(guó)內(nèi)空白。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種使用方便、操作簡(jiǎn)單快捷、檢測(cè)精度高的可免拆裝的等電位裝置低電阻值檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)方法。
[0007]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種免拆裝等電位裝置的低電阻值檢測(cè)電路，其特征是:至少包括激勵(lì)源、電流拾取單元、被測(cè)等電位單元、參考電纜、信號(hào)處理單元，被測(cè)等電位單元和參考電纜上端接第一接線(xiàn)端子，下端接第二接線(xiàn)端子；被測(cè)等電位單元和參考電纜套接有電流拾取單元，被測(cè)等電位單元和參考電纜并聯(lián)連接，激勵(lì)源通過(guò)第一接線(xiàn)端子分流到被測(cè)等電位單元電流回路和參考電纜電流回路后到第二接線(xiàn)端子；第一接線(xiàn)端子和第二接線(xiàn)端子分別與信號(hào)處理單元6A/D輸入端電連接，電流拾取單元與信號(hào)處理單元的A/D輸入端電連接。
[0008]所述的參考電纜上并行分布有溫度補(bǔ)償單元，溫度補(bǔ)償單元中的多點(diǎn)溫度傳感器附著在參考電纜上。
[0009]所述激勵(lì)源為電流源或電壓源。
[0010]所述的溫度補(bǔ)償單元為多點(diǎn)溫度傳感器，多點(diǎn)溫度信號(hào)接至溫度轉(zhuǎn)換單元后與處理器電連接。
[0011 ] 所述電流拾取單元由兩個(gè)電流傳感器組成，兩個(gè)電流傳感器分別測(cè)試被測(cè)等電位單元回路和參考電纜回路的電流，把被測(cè)回路的電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。
[0012]所述電流傳感器采用非接觸式電流傳感器，電流傳感器采用鉗形電流傳感器，以方便現(xiàn)場(chǎng)使用。
[0013]所述第一接線(xiàn)端子以金屬浮頂為連接體，第二接線(xiàn)端子以金屬罐體為連接體，金屬浮頂連接體和金屬罐體連接體分別有四個(gè)連接點(diǎn)，四個(gè)連接點(diǎn)分別與參考電纜與被測(cè)等電位單元、激勵(lì)源和電壓信號(hào)輸出信號(hào)的一端相連，信號(hào)輸出的另一端與參考電纜的末端相連。
[0014]所述的第一接線(xiàn)端子在金屬浮頂上有4個(gè)導(dǎo)電連接點(diǎn)，分別對(duì)應(yīng)A1、B1、C1、D1，第二接線(xiàn)端子在金屬罐體上有4個(gè)導(dǎo)電連接點(diǎn)，分別對(duì)應(yīng)A2、B2、C2、D2，被測(cè)等電位單元一端連接于BI點(diǎn)，另一端連接下端對(duì)應(yīng)的B2點(diǎn)；參考電纜連接于Cl點(diǎn)，下端對(duì)應(yīng)C2點(diǎn)；激勵(lì)源上端連接于Al點(diǎn)，下端對(duì)應(yīng)A2點(diǎn)；信號(hào)輸出點(diǎn)的拾取位置分別取至連接體的Dl點(diǎn)，下端為D2點(diǎn)，參考電纜包括一個(gè)與信號(hào)處理單元電連接的上連接點(diǎn)El點(diǎn)和下連接點(diǎn)E2。
[0015]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0016]1.在不拆裝原有等電位裝置連接情況下即可測(cè)試包括等電位體接頭接觸電阻和等電位體本身的電阻總和；
[0017]2.可檢測(cè)具有多旁路等電位裝置同時(shí)工作的某一路等電位體的阻值，可檢查在實(shí)際中多路等電位裝置免拆裝情況下的局部問(wèn)題，克服了檢測(cè)等電位體電阻時(shí)需要拆裝的弊端;
[0018]3.有實(shí)時(shí)的溫度補(bǔ)償算法，檢測(cè)精度高；
[0019]4.可以推廣到其他領(lǐng)域中的低阻值檢測(cè)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]下面將結(jié)合實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明:
[0021]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1檢測(cè)電路等效電路模型圖；
[0022]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2檢測(cè)電路等效電路模型圖；
[0023]圖中:1、激勵(lì)源，2、第一接線(xiàn)端子，3、電流拾取單元，4、被測(cè)等電位單元，5、參考電纜，6、信號(hào)處理單元，7、AD轉(zhuǎn)換單元，8、處理器，9、溫度補(bǔ)償單元，10、溫度轉(zhuǎn)換單元；11、第
二接線(xiàn)端子。
[0024]Rca:激勵(lì)電流源正端Al接入點(diǎn)與金屬罐體間的接觸電阻
[0025]Rgbl:激勵(lì)電流源正端Al接入點(diǎn)到參考電纜上Cl接入點(diǎn)間的金屬罐體電阻
[0026]Rgb2:激勵(lì)電流源正端Al接入點(diǎn)到被測(cè)等電位體上BI接入點(diǎn)間的金屬罐體電阻
[0027]Ra:參考電纜上端Cl接入點(diǎn)與金屬罐體間的接觸電阻
[0028]Rga:參考電纜上端Cl接入點(diǎn)與信號(hào)輸出Dl接點(diǎn)之間的金屬罐體電阻
[0029]Rcb:激勵(lì)電流源負(fù)端A2接入點(diǎn)與金屬浮頂間的接觸電阻[0030]Rfl:激勵(lì)電流源負(fù)端A2接入點(diǎn)到參考電纜上C2接入點(diǎn)間的金屬浮頂電阻
[0031]Rf2:激勵(lì)電流源負(fù)端A2接入點(diǎn)到被測(cè)等電位體上B2接入點(diǎn)間的金屬浮頂電阻
[0032]Rb:參考電纜下端C2接入點(diǎn)與金屬浮頂間的接觸電阻
[0033]Rfb:參考電纜下端C2接入點(diǎn)與信號(hào)輸出點(diǎn)D2之間的金屬罐體電阻。
【具體實(shí)施方式】
[0034]實(shí)施例1
[0035]如圖1所示，一種免拆裝等電位裝置的低電阻值檢測(cè)電路，至少包括激勵(lì)源1、電流拾取單元3、被測(cè)等電位單元4、參考電纜5、信號(hào)處理單元6，被測(cè)等電位單元4和參考電纜5上端接第一接線(xiàn)端子2，下端接第二接線(xiàn)端子11 ;被測(cè)等電位單元4和參考電纜5套接有電流拾取單元3，被測(cè)等電位單元4和參考電纜5并聯(lián)連接，激勵(lì)源I通過(guò)第一接線(xiàn)端子2分流到被測(cè)等電位單元4電流回路和參考電纜5電流回路后到第二接線(xiàn)端子11 ;第一接線(xiàn)端子2和第二接線(xiàn)端子11分別與信號(hào)處理單元6A/D輸入端電連接，電流拾取單元3與信號(hào)處理單元6的A/D輸入端電連接。
[0036]工作時(shí)，激勵(lì)源I向激勵(lì)參考電纜5和被測(cè)等電位單元4分別提供恒流電流，電流拾取單元3輸出端與信號(hào)處理單元6電連接，使得被測(cè)等電位單元4和參考電纜5兩路被電流拾取單元3拾取的電壓信號(hào)送到信號(hào)處理單元6 ;同時(shí)被測(cè)等電位單元4與參考電纜5兩端的信號(hào)被第一接線(xiàn)端子2、第二接線(xiàn)端子11送到信號(hào)處理單元6 ;信號(hào)處理單元6將得到的被測(cè)等電位單元4和參考電纜5信號(hào)以及第一接線(xiàn)端子2、第二接線(xiàn)端子11信號(hào)處理后，傳送到AD轉(zhuǎn)換單元7進(jìn)行轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送至處理器8計(jì)算處理，由處理器8得到被測(cè)等電位單元4的電阻值。
[0037]參考電纜5上并行分布有溫度補(bǔ)償單元9，溫度補(bǔ)償單元9中的多點(diǎn)溫度傳感器附著在參考電纜5上，其反映參考電纜的溫度分布，溫度補(bǔ)償單元9與溫度轉(zhuǎn)換單元10電連接，溫度補(bǔ)償單元9的信號(hào)經(jīng)過(guò)溫度轉(zhuǎn)換單元10后再給處理器8進(jìn)行修正計(jì)算，從而得到被測(cè)等電位單元4電阻在不同環(huán)境溫度下的電位值。
[0038]所述激勵(lì)源I為電流源或電壓源。
[0039]所述的溫度補(bǔ)償單元9為多點(diǎn)溫度傳感器，多點(diǎn)溫度傳感器附著在參考電纜5上，反映參考電纜5的溫度分布；多點(diǎn)溫度信號(hào)接至溫度轉(zhuǎn)換單元10后給處理器8補(bǔ)償使用。
[0040]所述電流拾取單元3由兩個(gè)電流傳感器組成，兩個(gè)電流傳感器分別測(cè)試被測(cè)等電位單元回路和參考電纜回路的電流，把被測(cè)回路的電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。
[0041]所述電流傳感器采用非接觸式電流傳感器，電流傳感器采用鉗形電流傳感器，以方便現(xiàn)場(chǎng)使用。
[0042]所述第一接線(xiàn)端子2以金屬浮頂為連接體，第二接線(xiàn)端子11以金屬罐體為連接體，金屬浮頂連接體和金屬罐體連接體分別有四個(gè)連接點(diǎn)，四個(gè)連接點(diǎn)分別與參考電纜5與被測(cè)等電位單元4、激勵(lì)源I和電壓信號(hào)輸出信號(hào)的一端相連，信號(hào)輸出的另一端與參考電纜5的末端相連。
[0043]第一接線(xiàn)端子2在金屬浮頂上有4個(gè)導(dǎo)電連接點(diǎn)，分別對(duì)應(yīng)Al、B1、C1、D1，第二接線(xiàn)端子11在金屬罐體上有4個(gè)導(dǎo)電連接點(diǎn)，分別對(duì)應(yīng)A2、B2、C2、D2，被測(cè)等電位單元4 一端連接于BI點(diǎn)，另一端連接下端對(duì)應(yīng)的B2點(diǎn)；參考電纜5連接于Cl點(diǎn)，下端對(duì)應(yīng)C2點(diǎn)；激勵(lì)源I上端連接于Al點(diǎn)，下端對(duì)應(yīng)A2點(diǎn)；信號(hào)輸出點(diǎn)的拾取位置分別取至連接體的Dl點(diǎn)，下端為D2點(diǎn)，參考電纜5包括一個(gè)與信號(hào)處理單元6電連接的上連接點(diǎn)El點(diǎn)和下連接點(diǎn)E2。
[0044]為了計(jì)算方便，設(shè)定:Rx為被測(cè)等電位單元4的電阻，RO為參考電纜5的電阻，參考電纜連接點(diǎn)Cl和El點(diǎn)之間分布有電阻Ra，參考電纜連接點(diǎn)C2和E2點(diǎn)之間分布有電阻Rb，電阻Ra和Rb分別為連接點(diǎn)的接觸電阻。同時(shí)，在金屬浮頂上引入兩個(gè)并聯(lián)支路上端點(diǎn)M和下端點(diǎn)N，并有，Cl點(diǎn)到Dl點(diǎn)的電阻設(shè)定為Rga，Cl點(diǎn)到M點(diǎn)的電阻設(shè)定為Rgbl，Cl點(diǎn)到El點(diǎn)的電阻設(shè)定為Ra，M點(diǎn)到BI點(diǎn)的電阻設(shè)定為Rgb2，M點(diǎn)到Al點(diǎn)的電阻設(shè)定為Rca ；C2點(diǎn)到D2點(diǎn)的電阻設(shè)定為Rfb，C2點(diǎn)到N點(diǎn)的電阻設(shè)定為Rf2，C2點(diǎn)到E2點(diǎn)的電阻設(shè)定為Rb，N點(diǎn)到B2點(diǎn)的電阻設(shè)定為Rf!，N點(diǎn)到A2點(diǎn)的電阻設(shè)定為Rcb ；
[0045]則有如下公式:
【權(quán)利要求】
1.一種免拆裝等電位裝置的低電阻值檢測(cè)電路，其特征是:至少包括激勵(lì)源(I)、電流拾取單元(3)、被測(cè)等電位單元(4)、參考電纜(5)、信號(hào)處理單元(6)，被測(cè)等電位單元(4)和參考電纜(5)上端接第一接線(xiàn)端子(2)，下端接第二接線(xiàn)端子(11);被測(cè)等電位單元(4)和參考電纜(5 )套接有電流拾取單元(3 )，被測(cè)等電位單元(4 )和參考電纜(5 )并聯(lián)連接，激勵(lì)源(I)通過(guò)第一接線(xiàn)端子(2)分流到被測(cè)等電位單元(4)電流回路和參考電纜(5)電流回路后到第二接線(xiàn)端子(11);第一接線(xiàn)端子(2 )和第二接線(xiàn)端子(11)分別與信號(hào)處理單元6A/D輸入端電連接，電流拾取單元(3)與信號(hào)處理單元(6)的A/D輸入端電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種免拆裝等電位裝置的低電阻值檢測(cè)電路，其特征是:所述的參考電纜(5)上并行分布有溫度補(bǔ)償單元(9)，溫度補(bǔ)償單元(9)中的多點(diǎn)溫度傳感器附著在參考電纜(5)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種免拆裝等電位裝置的低電阻值檢測(cè)電路，其特征是:所述激勵(lì)源(I)為電流源或電壓源。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種免拆裝等電位裝置的低電阻值檢測(cè)電路，其特征是:所述的溫度補(bǔ)償單元(9)為多點(diǎn)溫度傳感器，多點(diǎn)溫度信號(hào)接至溫度轉(zhuǎn)換單元(10)后與處理器(8)電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種免拆裝等電位裝置的低電阻值檢測(cè)電路，其特征是:所述電流拾取單元(3)由兩個(gè)電流傳感器組成，兩個(gè)電流傳感器分別測(cè)試被測(cè)等電位單元回路和參考電纜回路的電流，把被測(cè)回路的電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種免拆裝等電位裝置的低電阻值檢測(cè)電路，其特征是:所述電流傳感器采用非接觸式電流傳感器，電流傳感器采用鉗形電流傳感器，以方便現(xiàn)場(chǎng)使用。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種免拆裝等電位裝置的低電阻值檢測(cè)電路，其特征是:所述第一接線(xiàn)端子(2)以金屬浮頂為連接體，第二接線(xiàn)端子(11)以金屬罐體為連接體，金屬浮頂連接體和金屬罐體連接體分別有四個(gè)連接點(diǎn)，四個(gè)連接點(diǎn)分別與參考電纜(5)與被測(cè)等電位單元(4)、激勵(lì)源(I)和電壓信號(hào)輸出信號(hào)的一端相連，信號(hào)輸出的另一端與參考電纜(5)的末端相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種免拆裝等電位裝置的低電阻值檢測(cè)電路，其特征是:所述的第一接線(xiàn)端子(2)在金屬浮頂上有4個(gè)導(dǎo)電連接點(diǎn)，分別對(duì)應(yīng)A1、B1、C1、D1，第二接線(xiàn)端子(11)在金屬罐體上有4個(gè)導(dǎo)電連接點(diǎn)，分別對(duì)應(yīng)A2、B2、C2、D2，被測(cè)等電位單元(4) 一端連接于BI點(diǎn)，另一端連接下端對(duì)應(yīng)的B2點(diǎn)；參考電纜(5)連接于Cl點(diǎn)，下端對(duì)應(yīng)C2點(diǎn)；激勵(lì)源(I)上端連接于Al點(diǎn)，下端對(duì)應(yīng)A2點(diǎn)；信號(hào)輸出點(diǎn)的拾取位置分別取至連接體的Dl點(diǎn)，下端為D2點(diǎn)，參考電纜(5)包括一個(gè)與信號(hào)處理單元(6)電連接的上連接點(diǎn)El點(diǎn)和下連接點(diǎn)E2。
【文檔編號(hào)】G01R27/14GK203572881SQ201320641377
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】陳建文, 李波濤, 杜冠華 申請(qǐng)人:河北珠峰儀器儀表設(shè)備有限公司