CN109557407A - 接地电线电缆断点位置检测电路及方法 - Google Patents

接地电线电缆断点位置检测电路及方法 Download PDF

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Abstract

接地电线电缆断点位置检测电路及方法，涉及电线电缆检测技术领域，该接地电线电缆断点位置检测电路包括金属测试环、耳机、音频信号发生电路和音频信号放大电路，音频信号放大电路的输入端及输出端分别与金属测试环及耳机连接；音频信号发生电路用于产生音频振荡信号并将音频振荡信号传输至电线电缆中；金属测试环用于通过在电线电缆产生的交流磁场中与电线电缆发生相对移动而产生感应音频信号；音频信号放大电路用于接收感应音频信号并该感应音频信号放大后传输至耳机中；耳机用于监听放大后的感应音频信号。本发明提供的接地电线电缆断点位置检测电路及方法操作简单、安全可靠。

Description

接地电线电缆断点位置检测电路及方法
技术领域
本发明涉及电线电缆检测技术领域，尤其指一种接地电线电缆断点位置检测电路及方法。
背景技术
在各种生产设备和安全设施中，接地是一项非常重要的技术手段，它的用途很广泛，基本可分为：工作接地、防雷接地、保护接地和仪控接地。多数情况下，接地用的接地线处于户外，因气温变化、风雨侵蚀、空气氧化锈蚀等情况，接地线发生破损、断裂以及与接地体之间接触不良的情况比较常见，一旦发生上述情况，接地线的阻值将不符合相应国家标准，接地线的阻值可以用接地电阻测试仪直接测量得出，但要迅速查找出接地线发生损坏断点的位置在哪里，还需要采取其他方法，如中国专利201110222522.2公开的一种“用数字万用表检测电线电缆断点的方法”，具体而言，首先，把有断点的电线电缆的一端接在市电的火线上，另一端悬空，然后，将数字万用表拔至AC2V挡，从电线电缆的火线接入端开始，用一只手捏住黑表笔的笔尖，另一只手将红表笔沿导线的绝缘皮慢慢移动，当红表笔移动到某处时，显示屏显示的电压突然下降到零点零几伏，则从该位置向火线接入端方向的14-16cm处即是电线电缆的断点所在。该方法虽然操作简单，但需要用到220V的市电，安全性不是很高，而且对于特别细的导线，用万用表的表笔沿着导线移动，操作起来也有一定的困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种操作简单、安全可靠的接地电线电缆断点位置检测电路及方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种接地电线电缆断点位置检测电路，包括金属测试环、耳机、音频信号发生电路和音频信号放大电路，所述音频信号放大电路的输入端及输出端分别与金属测试环及耳机连接；
所述音频信号发生电路用于产生音频振荡信号并将音频振荡信号传输至电线电缆中；
所述金属测试环用于通过在电线电缆产生的交流磁场中与电线电缆发生相对移动而产生感应音频信号；
所述音频信号放大电路用于接收所述感应音频信号并该感应音频信号放大后传输至耳机中；
所述耳机用于监听放大后的感应音频信号。
进一步地，所述音频信号发生电路包括第一电池、开关SK、电阻R1、电阻R2、电阻R3、音频变压器T、三极管VT1、电容C1和电容C2，所述三极管VT1为PNP型三极管，所述第一电池与开关SK串联成电源线路，所述电阻R1和电阻R2串联后与电源线路并联，所述音频变压器T初级线圈的一端接于电阻R1和电阻R2之间、另一端与三极管VT1的基极连接，所述音频变压器T次级线圈的一端与电源线路的负极连接、另一端与三极管VT1的集电极连接，所述音频变压器T次级线圈还与电容C1并联，所述三极管VT1的发射极与电阻R3串联后接于电源线路的正极，所述电容C2的两端分别与三极管VT1的集电极及电线电缆连接。
更进一步地，所述音频信号放大电路包括第二电池、电容C3、电容C4、电容C5、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、三极管VT2、三极管VT3和三极管VT4，所述三极管VT2、三极管VT3和三极管VT4均为PNP型三极管，所述电容C3的两端分别与金属测试环及三极管VT2的基极连接，所述三极管VT2的发射极串联电阻R5后与三极管VT3的发射极及三极管VT4的发射极三点共线连接于第二电池的正极，所述三极管VT2的集电极与三极管VT3的基极连接，所述三极管VT3的集电极串联电容C4后与三极管VT4的基极连接，所述耳机的两端分别与三极管VT4的集电极及第二电池的负极连接，所述电阻R4的两端分别与三极管VT2的集电极及第二电池的负极连接，所述电阻R6的两端分别与三极管VT3的集电极及第二电池的负极连接，所述电阻R7的两端分别与三极管VT4的基极及第二电池的负极连接，所述电容C5与第二电池并联。
更进一步地，所述第一电池和第二电池的电压分别为3V和6V，所述耳机的阻值为300Ω。
更进一步地，所述音频变压器T采用晶体管收音机输出变压器。
更进一步地，所述金属测试环采用厚度为0.1-1cm的紫铜片或直径为0.1-1cm的紫铜管弯曲而成，所述金属测试环的内径为2-3cm。
作为本发明的另一面，接地电线电缆断点位置检测方法，基于前述接地电线电缆断点位置检测电路进行检测，包括如下步骤：
一、将音频信号发生电路的输出端与被检测的接地的电线电缆连接，闭合开关SK；
二、将金属测试环套于电线电缆上，并逐渐沿着电线电缆的长度方向移动金属测试环或在金属测试环中上下拉动电线电缆，带上耳机监听声音变化；
当金属测试环相对移动至位于电线电缆的某一段位置时，耳机中的声音突然消失或衰减很大，表示该段位置为电线电缆的断线处或接触不良处。
与传统的检测方法相比，本发明提供的接地电线电缆断点位置检测方法更加简单、安全可靠、可操作性强，具体而言，检测人员只需先将音频信号发生电路的输出端与被检测的接地的电线电缆连接，再闭合开关SK，最后将金属测试环套于电线电缆上，并逐渐沿着电线电缆的长度方向移动金属测试环或在金属测试环中上下拉动电线电缆，带上耳机监听声音变化即可，当金属测试环相对移动至位于电线电缆的某一段位置时，耳机中的声音突然消失或衰减很大，就表示该段位置为电线电缆的断线处或接触不良处。显然，本发明的操作非常简单，即使是很细的导线，金属测试环仍然能够顺利的与该导线发生相对运动，完成检测工作，且本发明提供的检测电路，不需要使用高电压，使用10V以内的低压即可实现检测功能，安全性很高，不会危及人身安全。
附图说明
图1为本发明中的接地电线电缆断点位置检测电路图。
附图标记为：
1——电线电缆 2——金属测试环 3——耳机。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
如图1所示，一种接地电线电缆断点位置检测电路，包括金属测试环2、耳机3、音频信号发生电路和音频信号放大电路，音频信号放大电路的输入端及输出端分别与金属测试环2及耳机3连接；音频信号发生电路用于产生音频振荡信号并将音频振荡信号传输至电线电缆1中；金属测试环2用于通过在电线电缆1产生的交流磁场中与电线电缆1发生相对移动而产生感应音频信号；音频信号放大电路用于接收感应音频信号并该感应音频信号放大后传输至耳机3中，在实际检测过程中，需要注意的是，装载音频信号放大电路的机壳需要加屏蔽；耳机3用于监听放大后的感应音频信号，需要提出说明的是，音频信号发生电路和音频信号放大电路的工作电压均很小，可以低于10V以下。
使用上述实施方式中的检测电路检测接地电线电缆断点位置的方法及工作原理如下：
步骤一、先将音频信号发生电路的输出端与被检测的接地的电线电缆1连接，再闭合开关SK，此时，音频信号发生电路产生的音频振荡信号传输至电线电缆1的芯线中；
步骤二、将金属测试环2套于电线电缆1上，并逐渐沿着电线电缆1的长度方向移动金属测试环2或在金属测试环2中上下拉动电线电缆1，带上耳机3监听声音变化，此时，音频振荡信号通过芯线时会产生交流磁场，经金属测试环2与芯线间分布，金属测试环2再产生相应的感应音频信号，该感应音频信号被加至音频信号接收放大电路中进行放大后在耳机3中生成音频声音，如果电线电缆1的芯线无断伤，耳机3中将会听到持续稳定的声音，而如果电线电缆1的芯线存在断线或接触不良，金属测试环2相对移动至位于电线电缆1的断线处或接触不良处时，耳机3中的声音会突然消失或衰减很大，因此，通过监听耳机3内的声音变化即可检测出电线电缆1发生损伤的位置。
进一步，音频信号发生电路包括第一电池、开关SK、电阻R1、电阻R2、电阻R3、音频变压器T、三极管VT1、电容C1和电容C2，三极管VT1为PNP型三极管，第一电池与开关SK串联成电源线路，电阻R1和电阻R2串联后与电源线路并联，音频变压器T初级线圈的一端接于电阻R1和电阻R2之间、另一端与三极管VT1的基极连接，音频变压器T次级线圈的一端与电源线路的负极连接、另一端与三极管VT1的集电极连接，音频变压器T次级线圈还与电容C1并联，三极管VT1的发射极与电阻R3串联后接于电源线路的正极，电容C2的两端分别与三极管VT1的集电极及电线电缆1连接。在该音频信号发生电路中，三极管VT1与音频变压器T等组成变压器反馈音频振荡器，由于音频变压器T初、次级之间的倒相作用，三极管VT1集电极的信号经音频变压器T耦合后正反馈至其基极，从而形成振荡，最后三极管VT1集电极产生音频振荡信号，经电容C2耦合后传送至被检测的接地的电线电缆1芯线中。
再进一步，音频信号放大电路包括第二电池、电容C3、电容C4、电容C5、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、三极管VT2、三极管VT3和三极管VT4，三极管VT2、三极管VT3和三极管VT4均为PNP型三极管，电容C3的两端分别与金属测试环2及三极管VT2的基极连接，三极管VT2的发射极串联电阻R5后与三极管VT3的发射极及三极管VT4的发射极三点共线连接于第二电池的正极，三极管VT2的集电极与三极管VT3的基极连接，三极管VT3的集电极串联电容C4后与三极管VT4的基极连接，耳机3的两端分别与三极管VT4的集电极及第二电池的负极连接，电阻R4的两端分别与三极管VT2的集电极及第二电池的负极连接，电阻R6的两端分别与三极管VT3的集电极及第二电池的负极连接，电阻R7的两端分别与三极管VT4的基极及第二电池的负极连接，电容C5与第二电池并联。在该音频信号放大电路中，金属测试环2产生的感应音频信号经电容C3耦合后加至三极管VT2的基极，三极管VT2、三极管VT3和三极管VT4等元器件组成多级放大器，在2号电源的供电情况下，三极管VT2、三极管VT3和三极管VT4均导通，从而将感应音频信号进行放大后从三极管VT4的集电极输出传送至耳机3中形成音频声音。
在本实施方式中，第一电池和第二电池的电压分别为3V和6V，耳机3的阻值为300Ω，关于其他电子元器件，具体而言，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7的阻值分别为2.7k、1k、110k、51k、1k、5.1k、16k，电容C1、C2、C3、C4、C5的电容值分别为0.047uf、5uf、5uf、5uf、50uf。
更进一步，音频变压器T采用晶体管收音机输出变压器。
再进一步，金属测试环2采用厚度为0.1-1cm的紫铜片或直径为0.1-1cm的紫铜管弯曲而成，金属测试环2的内径为2-3cm。更优选地，金属测试环2采用厚度为1cm的紫铜片或直径为1cm的紫铜管弯曲而成，金属测试环2的内径为3cm。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。

Claims (7)

1.接地电线电缆断点位置检测电路，其特征在于：包括金属测试环（2）、耳机（3）、音频信号发生电路和音频信号放大电路，所述音频信号放大电路的输入端及输出端分别与金属测试环（2）及耳机（3）连接；
所述音频信号发生电路用于产生音频振荡信号并将音频振荡信号传输至电线电缆（1）中；
所述金属测试环（2）用于通过在电线电缆（1）产生的交流磁场中与电线电缆（1）发生相对移动而产生感应音频信号；
所述音频信号放大电路用于接收所述感应音频信号并该感应音频信号放大后传输至耳机（3）中；
所述耳机（3）用于监听放大后的感应音频信号。
2.根据权利要求1所述的接地电线电缆断点位置检测电路，其特征在于：所述音频信号发生电路包括第一电池、开关SK、电阻R1、电阻R2、电阻R3、音频变压器T、三极管VT1、电容C1和电容C2，所述三极管VT1为PNP型三极管，所述第一电池与开关SK串联成电源线路，所述电阻R1和电阻R2串联后与电源线路并联，所述音频变压器T初级线圈的一端接于电阻R1和电阻R2之间、另一端与三极管VT1的基极连接，所述音频变压器T次级线圈的一端与电源线路的负极连接、另一端与三极管VT1的集电极连接，所述音频变压器T次级线圈还与电容C1并联，所述三极管VT1的发射极与电阻R3串联后接于电源线路的正极，所述电容C2的两端分别与三极管VT1的集电极及电线电缆（1）连接。
3.根据权利要求2所述的接地电线电缆断点位置检测电路，其特征在于：所述音频信号放大电路包括第二电池、电容C3、电容C4、电容C5、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、三极管VT2、三极管VT3和三极管VT4，所述三极管VT2、三极管VT3和三极管VT4均为PNP型三极管，所述电容C3的两端分别与金属测试环（2）及三极管VT2的基极连接，所述三极管VT2的发射极串联电阻R5后与三极管VT3的发射极及三极管VT4的发射极三点共线连接于第二电池的正极，所述三极管VT2的集电极与三极管VT3的基极连接，所述三极管VT3的集电极串联电容C4后与三极管VT4的基极连接，所述耳机（3）的两端分别与三极管VT4的集电极及第二电池的负极连接，所述电阻R4的两端分别与三极管VT2的集电极及第二电池的负极连接，所述电阻R6的两端分别与三极管VT3的集电极及第二电池的负极连接，所述电阻R7的两端分别与三极管VT4的基极及第二电池的负极连接，所述电容C5与第二电池并联。
4.根据权利要求3所述的接地电线电缆断点位置检测电路，其特征在于：所述第一电池和第二电池的电压分别为3V和6V，所述耳机（3）的阻值为300Ω。
5.根据权利要求4所述的接地电线电缆断点位置检测电路，其特征在于：所述音频变压器T采用晶体管收音机输出变压器。
6.根据权利要求5所述的接地电线电缆断点位置检测电路，其特征在于：所述金属测试环（2）采用厚度为0.1-1cm的紫铜片或直径为0.1-1cm的紫铜管弯曲而成，所述金属测试环（2）的内径为2-3cm。
7.接地电线电缆断点位置检测方法，其特征在于：基于上述权利要求1-6中任意一项所述的接地电线电缆断点位置检测电路进行检测，包括如下步骤：
一、将音频信号发生电路的输出端与被检测的接地的电线电缆（1）连接，闭合开关SK；
二、将金属测试环（2）套于电线电缆（1）上，并逐渐沿着电线电缆（1）的长度方向移动金属测试环（2）或在金属测试环（2）中上下拉动电线电缆（1），带上耳机（3）监听声音变化；
当金属测试环（2）相对移动至位于电线电缆（1）的某一段位置时，耳机（3）中的声音突然消失或衰减很大，表示该段位置为电线电缆（1）的断线处或接触不良处。
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