動力電源線路故障檢測儀的制作方法
【專利摘要】一種動力電源線路故障檢測儀，屬交流輸電線故障監(jiān)測裝置。本儀器采用場效應(yīng)管從輸電線纜上間接取出電壓信號，該電壓信號經(jīng)由集成運放塊組成的電壓放大電路放大，再經(jīng)復(fù)合三極管功率放大電路放大后推動發(fā)光二極管發(fā)光以及音樂集成塊發(fā)聲報警。當(dāng)正常段有電時，則有感應(yīng)而發(fā)出聲光信號；當(dāng)斷線后，無火線即無感應(yīng)，故不再發(fā)聲光信號。本檢測儀正是據(jù)按聲光信號由啟動到停止而找到線路斷點。本儀器具有制作成本低，故障檢測方便的特點。
【專利說明】動力電源線路故障檢測儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及交流輸電線路故障檢測裝置，特別是動力電源線路斷線故障檢測儀。
【背景技術(shù)】
[0002]以380V為代表的三相電力電源，在電力、機械、礦山等被廣泛應(yīng)用，使用對象又以電動機為主，圖1、圖2，分別示出了電動機刀閘分線連接式和空氣開關(guān)電纜連接式的電路結(jié)構(gòu)圖。兩圖大同小異，在圖1中，I是電源線，2是刀閘開關(guān)，3是負(fù)載線，4.是刀閘進出電源線壓接螺絲，5為電動機電源線壓接螺絲，6是電動機；在圖2中與圖1大同小異，只是2為空氣開關(guān)，3是電纜線，其它都一樣。
[0003]以上電動機結(jié)構(gòu)，尤其是車站碼頭的龍門吊、生產(chǎn)檢修車間的行車等，其電纜線是拖拽移動的，在長期拉伸、彎曲、折疊中，常會失靈，發(fā)生異響，轉(zhuǎn)速變慢，線圈發(fā)熱等，不能正常工作，這是缺相故障現(xiàn)象，需要馬上停機檢查、維修，否則，因振動、過熱，絕緣層會很快被破壞，乃至造成電機燒損等。
[0004]但是，對異常情況用表計檢查，只能在接線端頭或有裸露的地方進行，中間則因多為塑料橡膠包裹與屏蔽，故無法檢測問題出在哪一段、哪一處，全面更換，工作量大，投資高昂，但靠現(xiàn)有人工，基本一籌莫展，并阻礙生產(chǎn)，延誤工期。
[0005]為解決上述問題，我們進行了測試分析，在首端接上電源，尾端卻無電量正常工作，這樣一般是中途脫線或斷線，而試電筆和萬用表等儀器均為接觸式測量器件，在絕緣層隔離后，固然無法直接使用。那么，有無方法在沒有裸露點，又不損傷絕緣層的情況下，檢查到故障點呢？對此，我們決定從感應(yīng)探測入手，進行儀器電路設(shè)計、制作，成功后投入使用，能夠快速、準(zhǔn)確地探測，找到故障斷點，進行修復(fù)處理，使之能很快恢復(fù)工作。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的是提供一種以感應(yīng)方式取出交流電壓信號，快速檢測斷線故障的動力電源線路故障檢測儀。
[0007]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:一種動力電源線路故障檢測儀，場效應(yīng)管VTl柵極G上連接有一金屬探頭，二極管Dl負(fù)極接于場效應(yīng)管VTl柵極G，二極管Dl正極接于9V電池EC負(fù)極，場效應(yīng)管VTl源極S串接電阻R2后接于9V電池EC負(fù)極，場效應(yīng)管VTl的B級串接電容Cl后接于9V電池EC負(fù)極，場效應(yīng)管VTl漏極D串接電阻Rl后接于集成運放塊ICl的7腳，場效應(yīng)管VTl漏極D接于電解電容C2正極，電解電容C2負(fù)極串接電阻R3后接于集成運放塊ICl反相輸入端，集成運放塊ICl的正相輸入端串接電阻R4后接于9V電池負(fù)極，集成運放塊ICl的4腳接于9V電池負(fù)極，集成運放塊ICl的2腳與6腳之間串接有電阻R5，集成運放塊ICl的6腳接于三極管VT2基極，集成運放塊ICl的7腳接于開關(guān)Kl 一端，開關(guān)Kl另一端接于9V電池正極，三極管VT2發(fā)射極接于三極管VT3基極，三極管VT3發(fā)射極接于9V電池負(fù)極，三極管VT2、VT3 二者的集電極接于電阻R6 —端，電阻R6另I圖。
專示意圖。I圖。
艮示意圖。
實用電路，請見圖1。
I敏度高的103式結(jié)構(gòu)的場效應(yīng)管VII作為和以，襯底8 (即8極)接電容01，都是為寸，產(chǎn)生近10倍的放大作用。柵極引出，
,可以得到感應(yīng)，即采集到電信號；反之，若集成塊IC2導(dǎo)電，(或采用壓電陶瓷片HTD)發(fā)出報警聲音，表示該處有交變電信號，由此，可沿線繼續(xù)往后查，至到聲光信號消失，則說明該處斷線。
[0030]因本儀器是手持式移動工作，不宜采用交流電，所以，我們設(shè)計了干電池工作方式，如圖1中右側(cè)Ec，Ec是9V方塊電池，既保證集成塊等工作電壓所需，又便于更換。
[0031]圖中二極管Dl反向相接，是因為BGl探頭線采集到的是交變信號，而交變信號的正半波是復(fù)合管工作所需要的，不能削減，由此Dl反向相接，正好阻擋正半波通過；在負(fù)半波，反向二極管Dl導(dǎo)通，將負(fù)半波信號引向電源負(fù)極，這樣，被采集到的電信號和工作電路中的電源恰好形成公共地，使之達(dá)到融為一體的效果，故可正常穩(wěn)定的工作。
[0032]使用方法:本專利針對的是三相動力電源，當(dāng)發(fā)生斷線故障后，如何迅速查明斷點在哪一段，哪一點的確切位置，以利迅速排出；但測試又需有正確的方法，第一確定故障相線，第二測試斷點，其中又分別有各自方法。
[0033]3.1故障相線檢查法
[0034]3.1.1試電筆法
[0035]首先用試電筆在電源側(cè)的壓線螺絲上進行點擊A、B、C各相，都能發(fā)光，則表示電源側(cè)正常；然后轉(zhuǎn)到電機側(cè)點擊壓線螺絲，發(fā)光者為正常，反之有問題。
[0036]3.1.2萬用表法
[0037]仍首先在電源側(cè)測試線間電壓，若都為380V，表示電源側(cè)輸入正常；再轉(zhuǎn)到電機側(cè)測試線間電壓，同樣為380V的表示兩線正常，再將兩線分別轉(zhuǎn)到與第三線配合測試，其反應(yīng)不論是O伏還是其它數(shù)據(jù)(如幾十伏)，都可驗證第三線有問題。
[0038]3.2故障斷點測試法
[0039]在確定相線以后，我們將利用研制的檢測器進一步尋找造成缺相的斷點。根據(jù)測量和分析得知，測試方法并非想象的那么簡單，比如:
[0040]3.2.1單相通電法
[0041]經(jīng)相序檢查，例如確定是B相斷線，那么是否只需在B相加接火線電源，就能查找到斷點呢？因為理論上，接通電源后，斷點前應(yīng)該有感應(yīng)電，斷點后卻應(yīng)失電，從而確認(rèn)故障點。
[0042]但實際并非如此，當(dāng)我們?nèi)鐖D4所示，手持檢測器沿線行走，來回走遍全線，若干次，檢測器中聲光信號均不消失，故沒能找到斷線點。
[0043]3.2.2雙線加電法
[0044]同樣已確定是B相斷線，單獨B相加壓不行，那么改用A-B兩相或C-B兩相加壓測試呢？理論也是在斷點前有感應(yīng)電，斷點后就應(yīng)該失電，從而找到斷點，然而，也是非也！同樣走遍全線若干次，檢測器聲光信號都不消失，故仍沒能找到斷點。
[0045]這是為什么呢？其實質(zhì)檢測效果與理論完全不相符合呢？
[0046]疑問待我們做完試驗后，再來綜合分析解答。
[0047]3.2.3單相測試法
[0048]在上述利用單線或雙線加接火線，都不能測試到斷點，為此，我們尋求新的方法，如圖4，在有零線的地方，取單一火線，此即為有問題的B相，對零線，轉(zhuǎn)為220V單相測試。我們同樣如圖4所示，手持檢測器沿線行走，尚未走完線路，檢測器中聲光信號便停止，再來回兩三次，在同一地方發(fā)生同樣結(jié)果，由此，便判定聲光消失處為斷線點。[0049]3.2.4工頻源測試法
[0050]由于三相電動機獨立工作，加上現(xiàn)場應(yīng)用設(shè)計不周，故，有的地方可能沒有配套安裝零線，便不能就近做單相轉(zhuǎn)換連接。對此，可采用工頻振蕩器等，提供220V交流電源，進行3.2.3所述相同的測試，一樣能夠查找到故障線路中的斷點。
[0051]3.3故障斷點修復(fù)法
[0052]在測試到斷點處后，請見圖4，我們便有的放矢的剝開該輸電線外皮，果然，如解剖線內(nèi)部所示，斷點顯露出來。
[0053]找到了斷點，毫無疑問，我們便可進行連接修復(fù)。修復(fù)好后，需重新包裝好外部絕緣層，同時重新恢復(fù)所有連線，在確保安全無誤下，再進行合閘，接通380V動力電源，所帶電動機照額定值運轉(zhuǎn)，恢復(fù)正常工作。
[0054]在現(xiàn)場，有可能在查找和排解掉某個斷線點后，故障仍未消除，則說明有兩個以上斷點，對此，我們只需要重復(fù)上述檢查方法和步驟，亦能找出更多的故障點。直至排解完畢，恢復(fù)工作。
[0055]上述方法是以圖4刀閘連接法為重點介紹的，對于空氣開關(guān)、電纜線傳輸?shù)膱D5仍然實用，并方法、步驟基本一致。最后如圖5解剖線中所示，同樣找到斷點。
[0056]本專利儀器和方法還可延伸到220V等更多電壓等級的負(fù)載線斷點查找，故，實用范圍寬闊，有很好的推廣前景。
[0057]火線不能測試斷點的原因分析
[0058]最后，我們要揭示為什么單一火線或雙條火線接入故障線路時，卻測不到斷點的原因。
[0059]經(jīng)分析與測試得知，純火線，電磁場因無金屬阻擋，如圖6所示，其遮擋是有一定距離的大地，并電磁場呈橢圓形，所以電磁場分布寬，也就電磁場強度大，故可以覆蓋、甚至接通斷點，由此，便產(chǎn)生聲光信號遮不斷的情況。
[0060]而有零線相配置，如圖6，金屬遮斷距離壓近，可以遮斷火線電磁場，所以線路斷開點可起斷電作用，故能夠使檢測儀感應(yīng)不到電場，從而終止發(fā)出聲光信號，我們也由此找到斷線點。
[0061]綜上所述，我們便找到了純火線測不到斷點，而帶有零線的單相電源則能測試出斷點的答案。
【權(quán)利要求】
1.一種動力電源線路故障檢測儀，其特征是，場效應(yīng)管VTl柵極G上連接有一金屬探頭，二極管Dl負(fù)極接于場效應(yīng)管VTl柵極G，二極管Dl正極接于9V電池EC負(fù)極，場效應(yīng)管VTl源極S串接電阻R2后接于9V電池EC負(fù)極，場效應(yīng)管VTl的B級串接電容Cl后接于9V電池EC負(fù)極，場效應(yīng)管VTl漏極D串接電阻Rl后接于集成運放塊ICl的7腳，場效應(yīng)管VTl漏極D接于電解電容C2正極，電解電容C2負(fù)極串接電阻R3后接于集成運放塊ICl反相輸入端，集成運放塊ICl的正相輸入端串接電阻R4后接于9V電池負(fù)極，集成運放塊ICl的4腳接于9V電池負(fù)極，集成運放塊ICl的2腳與6腳之間串接有電阻R5，集成運放塊ICl的6腳接于三極管VT2基極，集成運放塊ICl的7腳接于開關(guān)Kl 一端，開關(guān)Kl另一端接于9V電池正極，三極管VT2發(fā)射極接于三極管VT3基極，三極管VT3發(fā)射極接于9V電池負(fù)極，三極管VT2、VT3 二者的集電極接于電阻R6 —端，電阻R6另一端串接發(fā)光二極管Fgl后接于開關(guān)Kl 一端，且音樂集成塊IC2或壓電陶瓷片與發(fā)光二極管Fgl并聯(lián)；上述集成運放塊ICl型號為LS741。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電源線路故障檢測儀，其特征是，所述電阻R3為10ΚΩ，電阻R5為IOOK Ω。
【文檔編號】G01R31/02GK203630263SQ201320811663
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月7日
【發(fā)明者】羅兵, 王科, 黎路軍 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)四川省電力公司內(nèi)江供電公司