CN1246616A - 接地系统的监视装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于接地系统设计领域,包括含多个接地监测单元及一主控电脑装置,其中,该接地监测单元包括:电源供应器、初级检测电路、缓冲电路、显示装置、比较电路及输入装置、驱动装置及警报装置及通讯电路。本发明可以随时检测待测的静电接地系统的接地汇流排、接地桩的状态,并适时发出警报以提醒排除接地异常或故障。可设定各种行业不同阻抗的需求值,还可以进一步达到远距监测及掌握接地状态的效果。

Description

接地系统的监视装置

本发明属于接地系统设计领域，特别涉及一种应用于多站远距离接地系统的状态监视。

接地工程广泛使用于集成电路制造、精密电路组装工作场所、各机场中的航空器、加油站的加油车辆等等近距离或远距离的接地需求场合中，特别是对于静电敏感的集成电路、电子元件及承载人员或高燃爆性燃料的航空器、车辆，都必须藉由接地工程的实施来将现场工作人员身体所带有的静电及航空器、车辆因高速行驶所产生的表面静电，完全导入大地之中，以期使电子零组件制造、组配施工顺畅无阻及航空器与加油车辆的加、卸油动作上能更加安全，因此，该接地工程的品质及其接地状态的随时掌握、监控，成为接地工程成败的关键。

然而，以前用以测量接地状态的方式，是以人工定期或不定期量测地面上接地汇流排与接地桩露出地面之间的接地电阻值，其所测量的数值仅可称为对地电阻而非真正的接地电阻。事实上，真正的接地电阻值是一个很抽象的物理量，它所指的是接地桩或地网被外界注入接地电流后，接地桩或地网对远方零电位升高的比值，换言之，它应包含接地线、接线桩或地网本身阻抗、接地桩或地网与土壤的接触阻抗和土壤本身阻抗，而非仅单单量测地面上汇流排到接地桩之间连线的线阻抗。

上述接地电阻量测法的缺点及技术盲点，是在于该地面上包括接地桩、地网的腐蚀或接地桩与地面之间连线的断裂情况，均无法被有效量测出来。

再者，上述常规的接地电阻量测法，并无标准的接地系统可供比较，仅能依工作人员的经验判断接地状态是否异常，不但无法随时精确掌握接地状态，同时在与接地桩锈蚀、接地桩与接地汇流排之间断线、接地汇流排断线时，无法被迅速掌握及反应，导致诸如集成电路制造线上时有因系统汇流排、接地桩假接地而造成困扰，并且，在于诸如机场、加油站中，除了无法随时监测接地状态外，若接地汇流排、接地桩的假接地现象无法被及时监测得知，则易因而酿成意外灾害。除此之外，在上述的加油站、机场，因地属远距多据点的场合，故在于接地系统的远距离状态监控上，则必需耗费大量的人力及设备，而导致其实施上较为困难不便，并且，若欲达到即时统一监测控制，则亦有所不易。

本发明的目的在于为克服已有技术的不足之处，提供一种接地系统的监测装置，以交流市电中的地线为标准接地，可以随时检测待测的静电接地系统的接地汇流排、接地桩的状态，并于接地状态异常或故障时，适时发出警报以提醒排除接地异常或故障。可根据各种行业国际规范中接地电阻最大许可值，设定各种行业不同阻抗的需求值，以随时随地灵敏地及精确反应监测整个地面上及地面下接地系统的状态。还可以实时将接地系统的监测资料直接作远距传输至主控电脑设备，进一步达到远距监测及掌握接地状态的效果。

本发明提出一种接地系统的监测装置，其特征在于，包括含多个接地监测单元及一主控电脑装置，其中，该接地监测单元包括：

一电源供应器，是转换交流市电电源为系统所需的直流工作电源，并藉以引入交流市电电源的一地线连结至该工作电源的接地端，而形成标准接地；

一初级检测电路，是连结待测静电接地的待测接地桩及待测接地汇流排，并以上述电源供应器的工作电源中的标准接地为依据，以初步检出该待测接地桩及待测接地汇流排相对标准接地的接地状态，并加以转换成相对的电气讯号输出；

一缓冲电路，是将上述初级检测电路所检出的待测接地桩、待测接地汇流排的接地状态的电气讯号予以缓冲及放大输出；

一显示装置，是用以显示上述由缓冲电路输出的待测接地桩、待测汇流排接地状态的电气讯号，可以接地电阻值、相对应的参数形态显示；

一比较电路及输入装置，比较电路的一输入端，是连结上述缓冲电路所输出的待测接地桩、待测接地汇流排接地状态的电气讯号，另一输入端则连结输入装置，以输入预设的静电接地控制目标值，并于比较后，由比较电路的输出端输出其结果；

一驱动装置及警报装置，驱动装置是受比较电路的输出端驱动，于所述待测接地桩、待测接地汇流排的接地状态超越装置所输入的预设静电接地控制目标值时，驱动警报装置发出接地异常警报；

一通讯电路，是将上述经缓冲电路输出及输入比较电路一输入端的待测接地桩及待测接地汇流排的静电接地状态的电气讯号传送至所述的主控电脑装置，形成远距的接地监测系统。

本发明的接地系统的监测装置的工作原理为：电源供应器，将交流市电中的标准接地零电位引入，并提供系统所需的工作电源，并以一初级检测电路及缓冲电路引入待测的接地系统，先行作接地资料的检出，并再送入一显示装置中显示，且该接地资料并送入一比较电路这一输入端，以及，一输入装置，用以输入接地控制目的值至比较电路的另一输入端，与上述的接地资料作为比较，并于接地异常状态下，驱动一驱动装置，启动一警报电路，以发出接地异常警报，上述的各接地监测单元中的接地资料及接地异常状态，并透过一通讯电路送至主控电脑装置中汇集，以使主控电脑装置得以随时掌握及监测各远距离据点的静电接地系统的接地状态，以及透过通讯电路的连结由笔记型电脑在远端随时随地遥测解读现场所监测得到的记录，或由该装置自我解读并记录。

本发明的特点：

其一，可以随时检测待测的静电接地系统的接地汇流排、接地桩的状态，并于接地状态异常或故障时，适时发出警报以提醒排除接地异常或故障。

再者，本发明可根据各种行业国际规范中接地电阻最大许可值，如建筑物的防雷的避雷针接地、电子半导体业的防静电接地、医疗业接地、通迅接地、石化业为防爆炸的设备接地等等设定各种行业不同阻抗的需求值，以随时随地灵敏地及精确反应监测整个地面上及地面下接地系统的状态。

进一步，本发明还可具有一通迅电路，以实时将接地系统的监测资料直接作远距传输至主控电脑设备，进一步达到远距监测及掌握接地状态的效果，或由远端监督单位，随时以笔记型电脑透过该通讯电路遥测解读该现场监测记录，或由远端自我解读记录。

附图说明：

图1是本发明系统的电路框图。

图2是本发明的实施例图。

图3是本发明应用于油罐灌车加油的示意图。

图4是本发明应用于船舶加油的示意图。

下面介绍本发明的实施例。

如图1所示，本发明的接地系统的监测装置，包括若干个接地监测单元100，该每一个监测单元100包括有一电源供应器10，以将交流市电电源A引入后，转换成标准的直流工作电源，并且，进一步地将交流市电电源A中的一路地线A1连结至上述直流工作电源的接地端11，使电源供应器10除了供应整个接地监测单元100所需的直流工作电源外，并提供标准接地给整个接地监测单元100作接地状态的监测。

一初级检测电路20，是连结及检测静电或电阻待测的待测接地桩A2及待测接地汇流排A3，其中，该待测接地桩A2及待测接地汇流排A3，是为供集成电路制造线的接地腕带、加油站的加油车外壳接地及机场的航空器外壳接之用，且该待测接地桩A2并与上述交流市电电源A的地线A1所连结的接地桩A4，经大地形成电气回路，且上述的初级检测电路20即是在于以上述电源供应器10所取得的标准接地，即上述系统的直流工作电源的接地端11，以先行检测该待测接地桩A2及待测接地汇流排A3的接地状态，即该待测的接地桩A2及待测接地汇流排A3与标准接地(即上述接地端11)间的接地电阻值或其他等效可转换的参数，并加以转换为电气讯号或资料的形态。

一缓冲电路30，是承接来自初级检测电路20所先行检测而得到的待测接地桩A2及待测接地汇流排A3的接地状态，所对应转换的电气讯号或资料，并进一步提供缓冲放大输出的效果。

一显示装置40，其形态不拘，是将前述经缓冲电路30所得到的待测接地桩A2及待测接地汇流排A3的检测所得到的电气讯号或资料予以显示，其显示内容亦不拘，如为接地电阻值或其他可显现的接地状态参数形态。

一比较电路50及输入装置60，该比较电路50的一输入端51，是供以连结至上述缓冲电路30的输出端，而据以引入连结上述相对应于待测接地桩A2及待测接地汇流排A3的接地状态电气讯号及资料，并且，于上述比较电路50的另一输入端52则连结以输入装置60，可由输入装置60输入设定相对应于预设的静电接地控制目标值的电气讯号或资料，其设定结果直接输出至显示装置40中被显示出来，亦即该显示装置40是可经由切换以显示该待测静电接地状态及预设接地目标值，而该输入装置60所输入预设的静电接地控制目标值的电气讯号或资料，在系统实际工作时，是与上述经输入端51输入的待测接地桩A2及待测接地汇流排A3的接地状态所对应的电气讯号或资料相为比较后，由该比较电路50的一输出端53输出其结果。

一驱动电路70及报警装置80，是接受上述比较电路50的输出端53所输出的结果，而加以驱动警报装置80是否作动，即当上述经由比较电路50的一输入端51所输入的待测接地桩A2及接地汇流排A3的接地状态电气讯号或资料超过由另一输入端52所输入的预设静电接地控制目标值时，则驱动警报装置80动作，以警示现场驻守人员接地故障或接地不良的状态，反之，则警报装置80则不动作。

一通讯电路90，其形态不拘，可为标准的RS-242通讯介面、USB等通讯线路架构，并连结上述比较电路50的输入端51所输入待测接地桩A2及待测撞地汇流排A3的电气讯号或资料，即时传送至一主控电脑装置200(如图2所示)，以达到远距监测现场静电接地状态的目的。

图2为本发明的实际应用的实施例图，即上述的各接地监测单元100可装置于集成电路制造线的各接地系统的末端，或者是装置于加油站、加油营业据点、机场的停机坪、维修机棚等远距分散的工作现场监测场合，而该主控电脑装置200，则可装置于集成电路制造厂的控制中心、办公室，或者各加油站的总公司、机场的控制中心或维修中心，以使各现场据点的静电接地状态及资料，可随时回传给控制中心或总公司，可达到以最少人力及设备远距离监测静电接地状态的目的；并且，另一方面可由远端监督单位随时以机动及便于携带的笔记本电脑随时藉由上述通讯电路90的连结，以遥测解读本发明的接地系统的监测装置所测得的记录或可由该远端自我解读该现场所测得的记录，同时，该每一个接地监测单元100中都具有接地异常警示及记录的功能，可于接地系统发生接地异常时，即时发出警报通知人员排除故障并记录，进而达到本发明具有警示及远距监测的目的。

图3为本发明接地系统的监测装置中的接地监测单元100于应用在油罐车B加油场合的应用状态，其中，该油罐车B的车体外壳经出接地线缆1B连结至输油金属管路C的外部及金属支架D上，以藉由该输油金属管路C与金属支架D与大地间的接触而形成接地，其作用则如同上述待测接地桩A2及待测汇流排A3的作用，使该油罐车B的车体外壳及油槽可确保接地，以避免油罐车B于加油时一切因静电产生而引爆油气而产生意外危险的情况。

因此，可藉由图1及图2所述本发明中的接地监测单元100来加以监测上述的输油金属管路C、金属支架D及油罐车B外壳及油槽B′间所形成的接地回路是否确实接地，以及，因输油金属管路C及金属支架D因锈蚀、腐化所导致的接地不良状态，这些检测是由地下支架G′(相当于图1的A2)经地上支架D，再经接地线缆1B到油罐车体外壳经油槽B′连结到上述接地监测单元100中的初级检测电路20中，并经由上述的接地检测原理来加以检测地下支架G′是否真正接地。

图4为本发明的接地系统的监视装置中的接地监测单元100，应用于船舶靠港加油的状态，同理，在陆上输油金属管路C′以接地线缆E连结至地面的接地站F，陆上输油金属管C′并与船上金属输油管D′连结，相同的，船上金属输油管D′亦连结至上述的接地监测单元100的初级检测电路20中来作接地检测，以透过大地回路来检测该陆上输油金属管路C′、船上金属输油管路D′及船身本体H与接地站F间是否有良好的接地，以防止该接地站F因锈蚀、腐化所造成的假接地或接地不良的现象。

本发明的精神实质，是在利用最为精简的系统及设备架构，来达到复杂的远距多据点的接地系统的随时监测及即时警示的效果。

以上图1～图2所示的本发明的接地监测系统，其中所揭示的相关说明及图式内容，是仅为便于阐明其整体的技术内容及技术手段，所揭示的较佳实施例之一，并非用以局限其范畴，并且，举凡一切针对本发明的技术内容的细部修饰、变更及元件、电路的等效置换，都应包括在本发明的精神实质及范畴内。

Claims (4)

1、一种接地系统的监测装置，其特征在于，包括含多个接地监测单元及一主控电脑装置，其中，该接地监测单元包括：

将交流市电电源转换为系统所需的直流工作电源的电源供应器；

连结待测接地桩及待测接地汇流排的初级检测电路；

将所述初级检测电路所检出的待测接地桩、待测接地汇流排的接地状态的电气讯号予以缓冲及放大输出的缓冲电路；

显示所述由缓冲电路输出的待测接地桩、待测汇流排接地状态的电气讯号的显示装置；

一比较电路及输入装置，该比较电路的一输入端，是连结所述缓冲电路的输出端，另一输入端则连结输入装置；

连接所述比较电路的输出端的驱动装置及警报装置；

连接于所述缓冲电路输出端与所述的主控电脑装置输入端之间的通讯电路。

2、如权利要求1所述的接地系统的监测装置，其特征在于，所说的显示装置为可经由切换操作以显示待测接地桩、待测接地汇流排与输入装置输入的预设静电接地控制目标值。

3、如权利要求1所述的接地系统的监测装置，其特征在于，所说的显示装置显示的形态为电阻值及参数形态。

4、如权利要求1所述的接地系统的监测装置，其特征在于，所说的通讯电路为RS-242通讯介面、USB等通讯线路架构。

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