CN109659713A - 一种可自动检测导通性的接地装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可自动检测导通性的接地装置，该接地装置包括检测模块和与变电站接地排相连接的地线桩，所述的地线桩上设置有地线头，所述地线头的一端与接地线固定连接，所述地线头的另一端通过锁紧机构与地线桩紧固连接，所述地线桩和地线头之间设置有压力传感器。所述的检测模块包括差分放大模块、阈值判断模块、LED指示模块、微处理器模块、无线通信模块和电源模块，压力传感器连接差分放大模块的输入端，差分放大模块输出端连接阈值判断模块和微处理器模块，阈值判断模块的输出端接至LED指示模块，微处理器模块通过无线通信模块将导通性结果上传监控系统。该装置能够实时检测接地线的接地端与接地装置之间的导通性是否良好，提高了安全性。

Description

一种可自动检测导通性的接地装置
技术领域
本发明涉及一种接地装置，具体地说是一种可自动检测导通性的接地装置，属于电力系统安全技术领域。
背景技术
接地装置作为保障电力检修工作安全的重要防线，接地线与接地装置的导通是否良好直接决定电力人员的工作安全。《Q/GDW 1799.1-2013国家电网公司电力安全工作规程》规定，接地线的接地端与接地装置应接触良好，连接应可靠。但传统的接地装置不具备导通性自动检测的功能。实际操作过程中，电力人员完全凭经验判断接地端的压紧程度，并无明确的导通性指示，无法准确判断接触是否良好，存在较大的安全隐患。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种可自动检测导通性的接地装置，该装置能够检测接地线的接地端与接地装置之间的导通性是否良好，并及时上传发送导通性信号，提高了电力检修工作的安全性，能够有效降低安全隐患。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种可自动检测导通性的接地装置，包括检测模块和与变电站接地排相连接的地线桩，所述的地线桩上设置有地线头，所述地线头的一端与接地线固定连接，所述地线头的另一端通过锁紧机构与地线桩紧固连接，所述地线桩和地线头之间设置有用于检测锁紧机构锁紧力的压力传感器；
所述的检测模块包括差分放大模块、阈值判断模块、LED指示模块和电源模块，压力传感器通过引出端子连接差分放大模块的正、负输入端，差分放大模块输出端连接阈值判断模块的输入端，阈值判断模块的输出端接至LED 指示模块；
所述的LED指示模块包括三极管、LED指示灯和保护电阻R，当阈值判断模块输出高电平时，三极管导通，形成正电源-保护电阻-LED指示灯-三极管- 接地端的回路。
进一步地，所述的检测模块还包括微处理器模块和无线通信模块，所述差分放大模块的输出端连接微处理器模块的输入端，微处理器的输出端连接无线通信模块。
进一步地，所述的锁紧机构包括设置于所述地线头上的连接柱，所述的地线桩上设置有用于容纳所述连接柱的第一通孔，所述的连接柱上设置有锁紧螺母。
进一步地，所述的压力传感器采用轮辐式压力传感器，且与第一通孔同轴布置。
进一步地，所述的地线桩上设置有用于容纳所述压力传感器的凹槽。
进一步地，所述连接柱的下端设置有挂锁孔。
进一步地，所述的地线头上设置有用于容纳所述检测模块的安装槽。
进一步地，所述的阈值判断模块具有双阈值特征。
进一步地，所述的LED指示模块还包括用于控制LED指示模块发光回路通断的开关。
进一步地，所述的地线桩上设置有第二通孔，所述的第二通孔内设置有弹性压紧组件，所述的弹性压紧组件从上到下依次包括压紧块、弹簧和堵头，所述的堵头与所述的地线桩螺纹连接。
本发明的有益效果是：
1、通过在地线头和地线桩之间设置压力传感器，从而将地线头与地线桩之间的紧固力以电压差的形式反映出来，并最终表征在指示灯的亮灭上，由于地线头与地线桩之间的紧固力与两者之间的导通性正相关，因此，可实现地线头与地线桩之间的导通性检测，保证接地线的接地端可靠接地，保证了检修工作的安全性。
2、通过设置微处理模块和无线通信模块，微处理模块将紧固力信息转换折算为地线头与地线桩之间的接触电阻值信息，以准确反映两者的导通性，进一步地通过无线通信模块远程发送导通性指示信号，实现接地装置导通性远程监测，进一步提高了安全性，降低了安全隐患。
3、通过设置差分放大器，能够有效抑制共模干扰信号。
4、阈值判断模块具有双阈值特征，可避免因机械振动或电磁干扰造成的误判断。
5、通过在正电源-保护电阻-LED指示灯-三极管-接地端的回路上设置开关，可人为接通或关断LED指示灯发光回路，降低功耗并延长LED指示灯和电源的寿命。
附图说明
图1为接地装置的主视图；
图2为图1中的A-A剖视图；
图3为接地装置的一个方向的立体结构示意图；
图4为图3中A部分的放大结构示意图；
图5为接地装置的另一个方向的立体结构示意图；
图6为图5中B部分的放大结构示意图；
图7为图5的爆炸视图；
图8为接地装置的电路连接示意图。
图中：1-地线桩，11-竖板，12-横板，13-凹槽，14-第一通孔，15-凸台，16-第二通孔，2-压力传感器，3-地线头，31-安装槽，32-连接柱，33-挂锁孔，4-检测模块，5-锁紧螺母，6-弹性压紧组件，61-压紧块，62-弹簧，63- 堵头。
具体实施方式
为了方便描述，现定义坐标系如图5所示。
如图1所示，一种可自动检测导通性的接地装置包括地线桩1、地线头3 和用于检测地线桩1和地线头3之间导通性的检测模块4。
如图3和图5所示，所述的地线桩1包括竖板11和横板12，且所述的竖板11和横板12共同形成了T型结构，所述地线桩1的竖板11与变电站的接地排固定连接，所述地线桩1的横板12上设置有地线头3。
如图7所示，所述的地线头3上端与接地线固定连接，所述地线头3的下端设置有向下延伸的连接柱32，所述地线桩1的横板12上设置有用于容纳所述连接柱32的第一通孔14，如图3所示，所述的连接柱32上位于所述横板12的下方设置有用于锁紧所述地线头3的锁紧螺母5。如图6和图7所示，所述的地线头3和地线桩1的横板12之间设置有压力传感器2。
作为一种具体实施方式，本实施例中所述的压力传感器2采用轮辐式压力传感器2，且所述的轮辐式压力传感器2与所述的第一通孔14同轴布置。
进一步地，如图6和图7所示，所述的横板12上设置有用于容纳所述压力传感器2的凹槽13。
如图5和图7所示，所述地线头3的前侧面上设置有用于容纳所述检测模块4的安装槽31，且所述的安装槽31向上贯穿所述的地线头3，所述安装槽31的下端为盲端。作为一种具体实施方式，本实施例中所述安装槽31的截面呈燕尾状，相对应的，所述检测模块4的外壳具有与所述的安装槽31相匹配的燕尾结构。
所述的检测模块4包括差分放大模块、阈值判断模块、微处理器模块、无线通信模块、LED指示模块以及为差分放大模块、阈值判断模块、微处理器模块、无线通信模块和LED指示模块供电的电源模块。
所述压力传感器2的引出端子与所述的检测模块4中的差分放大模块相连。
如图8所示，压力传感器2通过引出端子连接差分放大模块的正、负输入端，差分放大模块输出端一路连接阈值判断模块的输入端，另一路连接微处理器模块的输入端。阈值判断模块的输出端接至LED指示模块。微处理器的输出端连接无线通信模块。
在这里设置差分放大模块的作用是对压力传感器2反馈的压差信号放大，这样能够有效抑制共模干扰信号。作为一种具体实施方式，本实施例中所述差分放大模块的芯片型号为AD626。
所述的阈值判断模块采用具有双阈值特征的阈值判断模块，实现差分放大模块输出电压信号的阈值判断。当输入的电压信号大于上限阈值UOP时，阈值判断模块输出高电平；当输入的电压信号小于下限阈值URP时，阈值判断模块输出低电平,上限阈值与下限阈值之间存在一定回差△U(△U＝UOP-URP)。
这样设置的原因在于，当地线头3与压力传感器2之间，压力传感器2 与地线桩1之间的接触压力达到理想值时，经过差分放大模块的放大之后的电压信号刚好达到阈值判断模块的上限阈值UOP，但是由于机械振动或电磁干扰会使差分放大模块输出的电压信号产生波动，若只设置一个阈值会出现误判断的现象。这样通过双阈值的设置，可以有效避免机械振动或电磁干扰造成的误判断。
作为一种具体实施方式，本实施例中阈值判断模块的芯片型号为 HD74LS01。
所述的LED指示模块包括三极管、LED指示灯、保护电阻R。当阈值判断模块输出高电平时，驱动三极管导通，从而形成正电源-保护电阻-LED指示灯 -三极管-接地端的回路，LED指示灯被点亮，表明地线头3与地线端压接紧固到位，导通性良好。
进一步地，所述的LED指示模块还包括用于控制LED指示模块发光回路通断的开关，所述的开关可人为接通或关断LED指示模块的发光回路，降低功耗并延长LED指示灯和电源寿命。
所述微处理器模块实现差分放大模块输出电压信号的数字化采样处理，然后将采样的电压信号折算成体现导通性的接触电阻值，然后通过无线通信模块远程发送，以方便工作人员能够及时得知接地装置的接地情况。
作为一种具体实施方式，本实施例中所述微处理器模块的芯片型号为 AM3358，所述无线通信模块的芯片型号为EST8266。微处理器与无线通信模块实现将接地装置的导通性无线发送上传，以便工作人员实时监测接地装置的导通性。
所述的电源模块可以为电池或其他直流电源模块。
进一步地，当接地装置发生导通性不良的问题时，装置发出导通性不满足要求的报警信号，并提示工作人员，工作人员需赶到现场对接地装置进行重新紧固。为防止接地装置发生导通性不良的异常故障，特设计了弹性压紧组件。如图1和图2所示，所述的横板12上位于所述第一通孔14的左、右两侧分别设置有第二通孔16，所述的第二通孔16内设置有弹性压紧组件6。所述的弹性压紧组件6从上到下依次包括压紧块61、弹簧62和堵头63，所述的堵头63与所述的横板12螺纹连接，所述的弹簧62的上端与所述的压紧块61通过焊接的方式固定连接，所述弹簧62的下端通过焊接的方式与所述的堵头63固定连接。这样即使所述的锁紧螺母5发生松动，所述的地线头3、压力传感器2和地线桩1之间接触不良，所述的压紧块61也能够通过弹簧62 的弹力与所述的地线头3保持良好的接触性，避免接地装置异常故障的发生。
进一步地，为了减小所述横板12的厚度，方便安装，降低成本，所述横板12的下侧面上设置有圆柱形凸台15，所述的第二通孔16与所述的圆柱形凸台15同轴布置。
进一步地，所述连接柱32的下端设置有挂锁孔33，方便挂装机械挂锁，实现接地线强制闭锁。
以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可自动检测导通性的接地装置，其特征在于：包括检测模块和与变电站接地排相连接的地线桩，所述的地线桩上设置有地线头，所述地线头的一端与接地线固定连接，所述地线头的另一端通过锁紧机构与地线桩紧固连接，所述地线桩和地线头之间设置有用于检测锁紧机构锁紧力的压力传感器；
所述的检测模块包括差分放大模块、阈值判断模块、LED指示模块和电源模块，压力传感器通过引出端子连接差分放大模块的正、负输入端，差分放大模块输出端连接阈值判断模块的输入端，阈值判断模块的输出端接至LED指示模块；
所述的LED指示模块包括三极管、LED指示灯和保护电阻R，当阈值判断模块输出高电平时，三极管导通，形成正电源-保护电阻-LED指示灯-三极管-接地端的回路。
2.根据权利要求1所述的一种可自动检测导通性的接地装置，其特征在于：所述的检测模块还包括微处理器模块和无线通信模块，所述差分放大模块的输出端连接微处理器模块的输入端，微处理器的输出端连接无线通信模块。
3.根据权利要求1所述的一种可自动检测导通性的接地装置，其特征在于：所述的锁紧机构包括设置于所述地线头上的连接柱，所述的地线桩上设置有用于容纳所述连接柱的第一通孔，所述的连接柱上设置有锁紧螺母。
4.根据权利要求3所述的一种可自动检测导通性的接地装置，其特征在于：所述的压力传感器采用轮辐式压力传感器，且与第一通孔同轴布置。
5.根据权利要求4所述的一种可自动检测导通性的接地装置，其特征在于：所述的地线桩上设置有用于容纳所述压力传感器的凹槽。
6.根据权利要求3所述的一种可自动检测导通性的接地装置，其特征在于：所述连接柱的下端设置有挂锁孔。
7.根据权利要求1所述的一种可自动检测导通性的接地装置，其特征在于：所述的地线头上设置有用于容纳所述检测模块的安装槽。
8.根据权利要求1所述的一种可自动检测导通性的接地装置，其特征在于：所述的阈值判断模块具有双阈值特征。
9.根据权利要求1所述的一种可自动检测导通性的接地装置，其特征在于：所述的LED指示模块还包括用于控制LED指示模块发光回路通断的开关。
10.根据权利要求1所述的一种可自动检测导通性的接地装置，其特征在于：所述的地线桩上设置有第二通孔，所述的第二通孔内设置有弹性压紧组件，所述的弹性压紧组件从上到下依次包括压紧块、弹簧和堵头，所述的堵头与所述的地线桩螺纹连接。
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