電子工頻探測器的製作方法
2023-06-13 16:49:26 2
專利名稱：電子工頻探測器的製作方法
技術領域：
一種用作驗電器和帶電距離探測保安器的裝置，電子工頻探測器屬於電子測量儀器技術領域。
電是工農業生產、交通運輸和人們日常生活等不可缺少的重要能源。安全用電是供、用電中非常重要的問題。為了確保用電人員特別是電廠、變電站、配電室的檢修人員的人身安全和公、私財物的安全，常在用電或開始檢修工作之前，先驗明電力線或要檢修的部位是否帶電，尤其在高壓場所局部停電進行檢修時更要隨時判定人體距離其周圍高壓帶電體的距離是否符合安全要求。這些工作以往對35KV以上的高壓等級只能用絕緣棒碰撞驗電點，看是否有火花，35KV以下的高壓等級只能用驗電棒的金屬部份觸及驗電點，依據驗電棒上的氖管是否發光來斷定有電無電；對於對地為250V以下的低壓則用驗電筆。但所有這些都只能確定驗電點處是否帶電，而無法避免在檢修過程中由於一時疏忽而進入危險區。
不論用絕緣棒、驗電棒還是用驗電筆驗電都存在下列問題(1)它們的導體部份都必須與帶電部份的導體接觸，這在高壓驗電中自然潛在著觸電的危險性；(2)對於三相電，必須一相一相地驗，並且為了避免其中一相驗過後再出現瞬間高壓必須迅速將三相短路並接地，操作麻煩；(3)驗電棒很長很笨重，在高壓場所使用極不方便，尤其在野外檢驗高空架設的高壓線時危險性很大；(4)低壓驗電時，必須把帶電體外表面的絕緣層剝掉使其導體外露才能進行，尤其對於隱蔽於建築物牆壁內的電力線，為了驗電，不僅需破壞電力線的絕緣表皮，而且還得破壞牆壁；(5)驗電棒或驗電筆，都只有發光一種顯示方式，當在強日光下驗電時，其氖管是否發光了很難分辨，因而會因誤判而出事故；(6)每一等級的驗電棒以及驗電棒和驗電筆不能互相通用，必須同時具備，花費很大。
本實用新型的目的在於提供一種不必與帶電導體接觸便可驗明其上是否帶電，且其顯示既可視又可聽，各等級的電壓可通用並可用作帶電距離探測保安器，既安全可靠又使用方便的電子工頻探測設備。
根據電學原理，在電力線尤其是高壓電線與地之間，在通電時有一微弱的洩露電流存在，且在適當的距離L0內這一電流可以設法收集經檢測、放大用作探測信號。據此，並針對已有技術中存在的問題，本實用新型的設計構思是用一個有適當接收面的金屬探頭收集洩露電流並把它接入檢測放大電路中再經過ADC及解碼電路，或者在放大電路的末級採用射極共集輸出直接推動視、聽顯示器，根據發光二極體是否發光和(或)是否聽到工頻(50HZ)交流聲即可判斷被檢測的電力線等是否帶電，並根據選定的L0的臨界值確定人體離高壓電線的距離是否安全。
本實用新型的特徵在於所述的電子工頻探測器，由一個組合式「遙測」探頭，一個按照一定的(如附圖
所示的)電子電路安裝的探測機芯，一個安放該機芯及安裝發光二極體、耳機插孔、喇叭、電源開關、選擇轉換開關的硬質絕緣材料做的機殼組成。上述的組合式「遙測」探頭包括一個其尺寸依國家規定的安全工作距離所確定的有效探測距離來決定的金屬球或金屬板、一段一端焊接在上述金屬球或金屬板上的彈簧管或蛇皮管、一根一端插入上述的彈簧管或蛇皮管另一端通過導線與電子電路中的C1相連接的探測杆。這樣該探頭不僅安裝拆卸方便，而且可以任意旋轉和仰俯。當需要該探頭具有方向性時，整個探頭外面需罩上一個內襯絕緣材料並與電源「地」短路的金屬屏蔽罩，只把上述的金屬球或金屬板的探測面露出。上述的發光二極體、耳機插孔和喇叭組成顯示器通過導線與上述的電子電路中末級的三極體BG4的射極共集輸出端連接，而上述的選擇轉換開關和電源開關則分別與電路中的K1和K2連接。上述的電子電路包括1～3級檢測電路〔a〕、1～3級射極輸出放大電路〔b〕和視、聽顯示電路〔c〕，且一級檢測所用的三極體為β大而穿透電流小的矽管，二極檢測的三極體為結電容小的高頻管或開關管，末級放大採用射極共集輸出。
本實用新型的突出優點是當用於對地250V以下低壓驗電時，探頭在電力線或用電器的絕緣層外，直至在有隱蔽電力線的房屋牆皮外即可探知該電力線是否帶電，即這種探測器具有「穿透」能力；對於高壓驗電，不僅探頭可以不與驗電點接觸，而且探頭放在國家在「電業安全工作規程」中規定的設備不停電安全距離上即可探知驗電點是否帶點，即該探測器具有「遙測」能力，因此不論用於低壓驗電，還是高壓驗電都是絕對安全的，而且可以一機多用。對於高壓三相電驗電使用本探測器，不必再一相一相的驗，因為三相中任何一相帶電，即使是瞬間出現的高壓或感應電壓，均可在顯示器上顯示出來，只有三相同時都已斷電，才無任何顯示，而且只要一通電立刻便可探知，故該探測器還具有「邏輯」功能和「實時」探測功能。在局部停電場合下進行檢修的工作人員隨身攜帶正常工作著的本探測器，當人體接近高壓危險區時便會自動發出視、聽報警信號，從而可避免檢修人員由於一時的疏忽而發生人身傷亡事故。此外，本探測器可做成袖珍式、電子表式，使用攜帶都很方便；安裝本探測器所用的電子元件不多且很便宜，其顯示既可看，又可聽，且當工作環境噪聲大時還可用耳機子聽。
附圖為本實用新型最佳實施例之一的整機結構示意圖及其機芯電子電路圖。圖中〔1〕為探頭，〔2〕為金屬屏蔽罩，〔3〕為機殼，〔4〕為發光二極體，〔5〕為耳機插孔，〔6〕為喇叭，〔7〕為電源開關，〔8〕為選擇轉換開關，〔9〕為探頭的金屬板，〔10〕為彈簧管，〔11〕為電子機芯，〔12〕為探測杆，〔a〕為檢測電路，〔b〕為放大電路，〔c〕為顯示電路。
在此實施例中探頭的金屬板為白鐵質圓形r＝3.2cm，其背面圓心處焊接一段銅質彈簧管，探測杆為鋁質裸導線長度為6cm，探頭外罩用白鐵皮內襯絕緣橡膠，此罩與彈簧管相對應的部份用一段較粗的蛇皮管，機殼為硬塑料質袖珍式半導體收音機外殼，其他電子元件等如下表所列
作為本實施例的變更1、探頭金屬體的形狀、大小、金屬探杆的材料尺寸、機殼等均可變換，金屬屏蔽罩可以不加；2、檢測電路中電容C1可以省去，BG1可換成共基或共射接法，BG2可改用放大管，用放大量來調整最大有效作用距離；檢測、放大均不一定各用兩級，可改為1～3級；當用作直流電驗電時可在BG1的射極與BG2的基極之間加入「直流——矩形脈衝」轉換電路，用此放大後的脈衝信號推動音響顯示器發聲。
3、除第一級檢測以外，其餘全用集成電路並加入「ADC」和解碼電路以及液晶顯示即可做成電子手錶式。
4、安裝成臺式，檢修時放置在帶電高壓危險區外緣，專作探測距離保安器用。
權利要求1.一種電子工頻探測器，由探頭和顯示元件構成；本實用新型的特徵在於所述的電子工頻探測器由組合式「遙測」探頭[1]、按照一定的電子電路安裝的探測機芯[11]、硬質絕緣材料做的機殼[3]、發光二極體[4]、耳機插孔[5]、喇叭[6]、電源開關[7]，選擇轉換開關[8]組成；上述的組合式「遙測」探頭[1]通過它的探測杆[12]和導線與機芯[11]的電子電路輸入端電容C1連接；上述的機芯[11]固定於上述的機殼[3]內；上述的發光二極體[4]、耳機插孔[5]和喇叭[6]組成視聽顯示器通過導線與上述機芯[11]的電子電路中末級放大三極體BG4的射極共集輸出端連接；上述的選擇轉換開關[8]、電源開關[7]通過導線分別與電路中的K1、K2連接。
2.根據權利要求1所述的電子工頻探測器，其特徵在於上述的組合式「遙測」探頭〔1〕由一個其尺寸依國家規定的安全工作距離所確定的有效探測距離來決定的金屬球或金屬板〔9〕，一段一端與上述金屬球或金屬板焊接連接另一端插套在探測杆〔12〕上的彈簧管或蛇皮管〔10〕及探測杆〔12〕組成；當需要該探頭〔1〕具有方向性時。整個探頭外面需罩上一個內襯絕緣材料並與電源「地」短路的金屬屏蔽罩〔2〕，只把上述的金屬球或金屬板〔9〕的探測面露出。
3.根據權利要求1所述的電子工頻探測器，其特徵在於上述的探測機芯〔11〕的電子電路包括1～3級檢測電路〔a〕、1～3級射極輸出放大電路〔b〕和視、聽顯示電路〔c〕，且一級檢測所用的三極體為β大而穿透電流小的矽管，二級檢測的三極體為結電容小的高頻管或開關管，末級放大採用射極共集輸出。
專利摘要電子工頻探測器，用於各等級電壓的驗電和探測高壓安全距離。其特徵是本探測器包括由一定大小的金屬體、一定長度的探測杆和連接此金屬體和探測杆的金屬彈簧管構成的「遙測」探頭；一個硬絕緣質機殼；殼內有按由1～3級檢測和1～3級放大及顯示電路組成的電子電路安裝的機芯；由發光二極體、耳機插孔和喇叭組成的視聽顯示器。具有可「穿透」「遙測」檢電能力、「邏輯」「實時」探測功能、一機多用、絕對安全、使用方便、造價低等優點。
文檔編號G01R31/02GK2035489SQ8821984
公開日1989年4月5日 申請日期1988年7月31日 優先權日1988年7月31日
發明者丁敬學 申請人:丁敬學