CN101038307A - 工程车辆触电检测报警仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工程车辆是否触电及电压范围的检测报警仪器，属于检测物体是否带电的装置，其技术特征是采用了单线检测手段来检测车辆对大地的电压，检测仪器不接触大地，只用一个与车体良好接触的测量端和在车体与大地之间安装一个测量极板就可检测车辆对地的交流电压，当电压高于用户设定的报警限值时启动声光报警，与传统的双线检测电压完全不同，适用于有胶皮轮的工程车辆的触电安全检测。

Description

工程车辆触电检测报警仪

技术领域：

本发明涉及一种检测工程车辆意外触电的报警仪。

背景技术：

带有胶皮轮的工程车辆，如挖掘机、地锚机、吊车等，在施工中有时会不小心挖破地下电力电缆或接触到架空的电力电缆而触电，此时车体带有对地很高的电压，这对工作人员的人身安全构成严重威胁。若有一种仪器能在车触电时，及时发出报警信号，这样可以避免许多事故的发生。

目前，用来指示电压存在的装置主要有试电笔和漏电检测仪。不论什么形式的试电笔，其工作原理都是：当试电笔的金属触头接触被测物体，其尾部与人体接触，同时观察氖管是否发光或液晶屏显示被测物体是否带电。现有的漏电检测仪均是一端直接与大地良好接触。因此试电笔和现有的漏电检测仪均是采取传统的双端测压，都不适用于带胶皮轮的工程车辆带电指示或报警。

在电力行业的高压带电显示和闭锁控制装置中，采用感应法检测高压线路和设备的带电情况。这种方法是利用一个靠近高压带电体的对地绝缘的电极，耦合高压带电体上的交变信号，再通过电缆将这一信号传送到显示控制器并进行放大处理，最终实现高压带电显示和闭锁控制。在这种方法中，虽然测量电极是对地绝缘的，但是显示控制器是必须接大地的，从根本上讲，其测量方式还是传统的双端测压方式。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是要提供一种工程车辆触电检测报警仪，它与传统的双端测压方式不同，采用单线检测方式。

本发明解决其技术问题所采取的主要措施是在车体底面与大地之间安装一块平面金属板作为测量极板，极板与车体和大地之间完全绝缘，测量极板的面积应大于等于40cm²，与地面平行安装。在测量极板周围30厘米范围内不能有低于极板的与车体相连接的金属物体。测量极板、信号放大器、微处理器和串行通信接口电路组成本报警仪的检测部分，另一微处理器、声光报警器、状态指示灯、蜂鸣器、设置按键、串行通信接口电路和设置开关构成本报警仪的报警部分。检测部分与报警部分之间通过屏蔽电缆连接，屏蔽电缆的屏蔽层与金属车体连接。

本发明根据的原理如下：将连通在一起的车体看作为一个极板1，将大地作为极板3，在车体与大地之间安装一个测量极板，作为极板2，如附图1所示，三个平行的极板组成电容组：极板1与极板3之间的电容C₁₃＝εS/4πkd，则阻抗为X₁₃＝1/ΩC₁₃；极板1与极板2之间的电容为C₁₂＝εS/4πkd₁，则阻抗为X₁₂＝1/ΩC₁₂。在极板1与极板3两端加交流电压U₁₃，那么可推导出极板1与极板2之间的电压为 $U_{12}=\frac{X_{12}}{X_{13}}{U}_{13}=\frac{d_1}{d_2}{U}_{13}=\mathrm{\σ}{U}_{13},$ 其中σ＝d₁/d₂为常数。当三个极板的相对位置恒定时，通过测量交流电压U₁₂就能得到极板1与极板3间的电压U₁₃，U₁₂与U₁₃存在着U₁₂＝σU₁₃的关系。只要检测U₁₂就可以得到车体与大地之间的交流电压U₁₃，从而判断车体是否触电及电压的等级。极板的尺寸、形状都会对系数σ造成影响，对于形状复杂的极板，需要用标定的方式来确定系数σ。

本发明由于在车体与大地之间安装了一个测量极板，只要检测车体与测量极板之间的电压就可以得到车体与大地之间的电压，无需测量端与大地接触，非常适用于施工中或行进中的工程车辆。

附图说明：

图1为本发明设计原理图；

图2为本发明的检测部分与报警部分的系统框图；

图3为本发明检测部分中的微处理器8的程序框图；

图4为本发明报警部分中的微处理器9的程序框图。

具体实施方法：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。

如图1所示，在车体1与大地3之间安装一个测量极板2，该极板为圆形不锈钢板，面积为40cm²，与地面(或车体)平行安装，且与车体和大地完全绝缘，在极板2的周围30cm范围内没有低于极板的且与车体接触的金属物体。检测部分4与报警部分5通过屏蔽电缆6连接。检测部分主要由测量极板2、信号放大器、微处理器8(SPCE061A)和串行通信接口电路MAX232组成。检测部分封装在一个金属外壳7内，金属外壳与车体良好接触。报警部分主要由微处理器9(AT89S52)、设置按键、声光报警器、状态指示灯、蜂鸣器、串行通信接口电路MAX232和设置开关构成。

检测过程须先对装置进行标定，例如设36V安全电压为报警阈值，标定后即可检测车体是否安全。

测量极板2与车体1之间的电压信号，经过信号放大器送入微处理器8(SPCE061A)的模拟输入端，进行A/D转换，微处理器8(SPCE061A)对采集到的数字信号进行滤波及其他预处理，并与标定的阈值电压值比较来判断出车体的对地电压范围，确定警示状态，单阈值时，分安全和危险两个状态。微处理器8(SPCE061A)通过RS232串行通信将警示状态发送给微处理器9(AT89S52)，由微处理器9进行报警状态处理。在危险状态时，由蜂鸣器和声光报警器同时发出警笛声，同时点亮表示危险状态的发光二极管。本发明特别适用于有胶皮轮的工程车辆的触电安全检测。

Claims (5)

1.一种工程车辆触电检测报警仪，包括检测部分和报警部分，检测部分包含信号放大器、微处理器和串行通信接口电路；报警部分主要由微处理器、声光报警器、状态指示灯、蜂鸣器、设置按键、串行通信接口电路和设置开关构成，其特征是在车体下面与大地之间安装一块平面金属板(2)作测量极板，金属板(2)与车体绝缘。

2.按照权利要求1所述的工程车辆触电检测报警仪，其特征是，平面金属板(2)的面积大于或等于40cm²。

3.按照权利要求1所述的工程车辆触电检测报警仪，其特征是，平面金属板(2)与地面平行安装。

4.按照权利要求1所述的工程车辆触电检测报警仪，其特征是，检测部分与报警部分之间通过屏蔽电缆连接。

5.按照权利要求1所述的工程车辆触电检测报警仪，其特征是，屏蔽电缆的屏蔽层与金属车体连接。

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