CN210137140U - 电缆放线接地故障预警保护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出的一种电缆放线接地故障预警保护系统,包括放线接地装置以及监测预警装置；所述放线接地装置包括支撑台、接地单元和两个结构相同的用于对线缆进行限位支撑的限位单元；所述接地单元包括接地线、接地支撑杆、接地U形槽、限位弹簧以及接地轮，所述接地轮的轮面均为凹弧面结构且电缆可部分嵌入于接地轮的轮面中；所述检测预警装置包括检测单元、比较单元以及预警保护单元；能够确保电缆在放线过程中实现良好的接地，并且不会对电缆的运行造成影响，方便使用，而且在接地出现故障时，能够及时发现故障做出及时的告警，并且及时控制放线马达断电，从而停止电缆继续运动，确保工作人员的安全。

Description

电缆放线接地故障预警保护系统

技术领域

本实用新型涉及一种电力预警系统，尤其涉及一种电缆放线接地故障预警保护系统。

背景技术

在电力中，架空线缆是用于传输电能的重要渠道之一，在电力运行中，由于已有的架空线缆不足以满足需要，需要在已布设好的且正在运行的架空线缆下作业重新布置电缆，由于架空线缆在运行中会产生电磁场，尤其是在高压线缆中，由于在布设电缆时需要对电缆进行放线操作，通过放线马达的转动将电缆松动或者拖动，因此，在放线过程中，电缆实际为一个运动导体处于强的电磁环境中，此时会在放线的电缆上感应出电压，如果该电压不采取及时的接地措施保护，将会对操作人员造成严重的安全隐患，但是，现有的放线接地装置结构过于简化，及时接地出现故障也不能及时发现，从而存在严重的安全隐患。

实用新型内容

有鉴于上述问题，本实用新型的目标是提出一种电缆放线接地故障预警保护系统对上述问题加以解决。

本实用新型提出的一种电缆放线接地故障预警保护系统,包括放线接地装置以及监测预警装置；

所述放线接地装置包括支撑台、接地单元和两个结构相同的用于对线缆进行限位支撑的限位单元；

所述接地单元包括接地线、接地支撑杆、接地U形槽、限位弹簧以及接地轮，所述接地支撑杆垂直穿过支撑台且接地支撑杆可沿自身轴线方向往复运动，所述接地支撑杆的下端设置有定位螺帽，接地U形槽固定设置于接地支撑杆的上端端部，限位弹簧外套于接地支撑杆且位于支撑台与接地U形槽之间，所述接地轮通过转轴可转动设置于接地U形槽，所述接地U形槽的外侧壁固定设置有导电弹片，所述导电弹片的一端固定设置于U形槽，另一端与转轴的端面接触电连接，接地线与导电弹片电连接；

所述接地轮的轮面均为凹弧面结构且电缆可部分嵌入于接地轮的轮面中；

所述检测预警装置包括检测单元、比较单元以及预警保护单元；

所述检测单元，用于向接地线输入监测电流信号并检测接地线上电流信号并将电流信号转换成电压信号输入至比较单元中；

所述比较单元，用于接收检测单元输出的电压信号并电压值与基准电压值进行比较，在电压值大于基准电压值时输出控制信号到预警保护单元；

所述预警保护单元，用于接收比较单元输出的控制信号进行声光报警且同时控制放线马达断电。

优选地，所述限位单元包括支撑板、支撑杆、U形槽、弹簧以及限位轮；

所述支撑板固定设置于支撑台且支撑板与支撑台垂直，所述支撑杆垂直穿过支撑板且支撑杆可沿自身轴线方向往复运动，所述支撑杆的一端设置有用于对支撑杆进行限位的限位螺帽，所述U形槽固定安装于支撑杆的另一端，所述纤维轮可转动安装于U形槽，所述弹簧外套于支撑杆且位于支撑板和U形槽之间；

两个限位单元的支撑杆的轴线共线，且两个限位单元的限位轮轴线平行并垂直于支撑台。

优选地，所述检测单元包括恒流电源、二极管D1、压敏电阻R1、电阻R2、电阻R3以及电阻R4；

所述恒流电源的输出端与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极与接地线连接，电阻R2的一端连接于二极管D1的负极和接地线之间的公共连接点另一端通过电阻R3接地，电阻R2和电阻R3之间的公共连接点与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端作为检测单元的输出端，压敏电阻R1的一端连接于二极管D1的负极和接地线之间的公共连接点，压敏电阻R1的另一端接地。

优选地，所述比较单元包括比较器U1、电容C1、电阻R7、可调电阻R5、电阻R6、可控精密稳压源U2；

比较器U1的反相端与检测单元的输出端连接，可调电阻R5的一端连接于电压源VCC，可调电阻R5的另一端通过电阻R6接地，可调电阻R5和电阻R6之间的公共连接点与可控精密稳压源U2的参考极连接，可控精密稳压源U2的正极接地，可控精密稳压源U2的负极通过电阻R7与电压源VCC连接，可控精密稳压源U2的负极与比较器U1的同相端连接，比较器U1的同相端通过电容C1接地，其中，可控精密稳压源U2为TL431稳压源。

优选地，所述预警保护电路包括电阻R4、电阻R8、电阻R9、电阻R10、光耦G1、声光报警器AL、三极管Q1、二极管D2以及继电器；继电器为常闭继电器；

所述电阻R4的一端作为预警保护电路的控制输入端与比较器U1的输出端连接，电阻R4的另一端与光耦G1的发光二极管的正极连接，光耦G1的发光二极管的负极接地，光耦G1的光敏三极管的集电极与声光报警器AL的负极连接，声光报警器AL的正极与电压源VCC连接，光耦G1的光敏三极管的发射极通过电阻R8接地，电阻R9的一端连接于光耦G1的光敏三极管的发射极，电阻R9的另一端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的集电极通过电阻R10与电压源VCC连接，三极管Q1的发射极与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极通过继电器的线圈J1接地，继电器的开关连接于电源与放线马达的电源端之间。

本实用新型的有益效果：通过实用新型，能够确保电缆在放线过程中实现良好的接地，并且不会对电缆的运行造成影响，方便使用，而且在接地出现故障时，能够及时发现故障做出及时的告警，并且及时控制放线马达断电，从而停止电缆继续运动，确保工作人员的安全。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明做出进一步详细解释说明，需要指出的是，以下仅仅是以较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员的任何对本发明的技术方案的修改以及等同替换，均包含在本申请的的技术方案所要求保护的范围之内。

本实用新型提出的一种电缆放线接地故障预警保护系统,包括放线接地装置以及监测预警装置；

所述放线接地装置包括支撑台2、接地单元和两个结构相同的用于对线缆进行限位支撑的限位单元；

所述接地单元包括接地线12、接地支撑杆10、接地U形槽9、限位弹簧11以及接地轮8，所述接地支撑杆垂直穿过支撑台且接地支撑杆可沿自身轴线方向往复运动，所述接地支撑杆的下端设置有定位螺帽14，接地U形槽固定设置于接地支撑杆的上端端部，限位弹簧外套于接地支撑杆且位于支撑台与接地U形槽之间，所述接地轮通过转轴可转动设置于接地U形槽，所述接地U形槽的外侧壁固定设置有导电弹片13，所述导电弹片的一端固定设置于U形槽，另一端与转轴的端面接触电连接，接地线与导电弹片电连接；

所述接地轮的轮面均为凹弧面结构且电缆可部分嵌入于接地轮的轮面中；

所述检测预警装置包括检测单元、比较单元以及预警保护单元；

所述检测单元，用于向接地线输入监测电流信号并检测接地线上电流信号并将电流信号转换成电压信号输入至比较单元中；

所述比较单元，用于接收检测单元输出的电压信号并电压值与基准电压值进行比较，在电压值大于基准电压值时输出控制信号到预警保护单元；

所述预警保护单元，用于接收比较单元输出的控制信号进行声光报警且同时控制放线马达断电，通过上述结构，能够确保电缆在放线过程中实现良好的接地，并且不会对电缆的运行造成影响，方便使用，而且在接地出现故障时，能够及时发现故障做出及时的告警，并且及时控制放线马达断电，从而停止电缆继续运动，确保工作人员的安全。

本实施例中，所述限位单元包括支撑板1、支撑杆4、U形槽5、弹簧7以及限位轮6；

所述支撑板固定设置于支撑台且支撑板与支撑台垂直，所述支撑杆垂直穿过支撑板且支撑杆可沿自身轴线方向往复运动，所述支撑杆的一端设置有用于对支撑杆进行限位的限位螺帽3，所述U形槽固定安装于支撑杆的另一端，所述纤维轮可转动安装于U形槽，所述弹簧外套于支撑杆且位于支撑板和U形槽之间；其中，限位轮的轮面同样为凹弧面结构；

两个限位单元的支撑杆的轴线共线，且两个限位单元的限位轮轴线平行并垂直于支撑台，通过上述结构，能够对电缆实现良好的限位，并且在拖动过程中即使出现晃动，也不会对电缆造成损伤，更为重要的一点是：限位单元和接地单元的共同作用，能够起到更加良好的限位作用，并且能够始终将电缆与接地轮的轮面接触，从而保持导电性能，确保接地良好。

优选的一个实施例中，所述检测单元包括恒流电源、二极管D1、压敏电阻R1、电阻R2、电阻R3以及电阻R4；

所述恒流电源的输出端与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极与接地线连接，电阻R2的一端连接于二极管D1的负极和接地线之间的公共连接点另一端通过电阻R3接地，电阻R2和电阻R3之间的公共连接点与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端作为检测单元的输出端，压敏电阻R1的一端连接于二极管D1的负极和接地线之间的公共连接点，压敏电阻R1的另一端接地，其中，恒流电源采用现有的电路以提供恒定电流，注入到接地线的电流需在人体安全范围内，在实际使用中，除了接地轮、用于安装接地轮的转轴采用导电材料外，其他的如U形槽、支撑杆均采用绝缘材料制成，因此，虽然电流注入后，会流向接地轮，但是，接地轮并没有完整的电流回路，因此，注入的电流只会通过接地线流向大地，并且，接地线的还需要设置接地电阻并埋入大地，根据电力系统的规定，一般接地电阻都会小于10欧，因此，当接地性能良好的情况下，电流几乎全部流入大地，当接地出现故障时，接地回路断开，此时，注入的电流则会通过电阻R2和电阻R3的作用换成电压信号，然后输入至比较器中，其中，二极管D1与接地线之间的连接点设置于接电线与导电弹片连接处，但是，二极管不予导电弹片连接。

优选的一个实施例中，所述比较单元包括比较器U1、电容C1、电阻R7、可调电阻R5、电阻R6、可控精密稳压源U2；

比较器U1的反相端与检测单元的输出端连接，可调电阻R5的一端连接于电压源VCC，可调电阻R5的另一端通过电阻R6接地，可调电阻R5和电阻R6之间的公共连接点与可控精密稳压源U2的参考极连接，可控精密稳压源U2的正极接地，可控精密稳压源U2的负极通过电阻R7与电压源VCC连接，可控精密稳压源U2的负极与比较器U1的同相端连接，比较器U1的同相端通过电容C1接地，其中，可控精密稳压源U2为TL431稳压源，其中，可控精密稳压源U2用于向比较器U1提供一个精确的参考电压，从而确保结果的精确性，当比较器U1的反相端电压低于同相端电压时，表明当前接地良好，比较器U1输出低电平，当比较器U1的反相端电压等于或者高于同相端电压时，表明当前接地故障，比较器U1输出高电平。

优选的一个实施例中，所述预警保护电路包括电阻R4、电阻R8、电阻R9、电阻R10、光耦G1、声光报警器AL、三极管Q1、二极管D2以及继电器；继电器为常闭继电器；

所述电阻R4的一端作为预警保护电路的控制输入端与比较器U1的输出端连接，电阻R4的另一端与光耦G1的发光二极管的正极连接，光耦G1的发光二极管的负极接地，光耦G1的光敏三极管的集电极与声光报警器AL的负极连接，声光报警器AL的正极与电压源VCC连接，光耦G1的光敏三极管的发射极通过电阻R8接地，电阻R9的一端连接于光耦G1的光敏三极管的发射极，电阻R9的另一端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的集电极通过电阻R10与电压源VCC连接，三极管Q1的发射极与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极通过继电器的线圈J1接地，继电器的开关连接于电源与放线马达的电源端之间，当比较器输出高电平时，光耦G1导通，此时，声光报警器AL工作，进行报警，并且，光耦G1的导通使得三极管Q1导通，从而使得继电器得电工作，断开继电器的开关。

上述中的电压源VCC采用现有的直流电压源，比如通过交流电进行AC/DC转换后，再进行降压处理后得到，或者采用现有的蓄电池进行供电，其电压大小根据实际的电路元件选择。

Claims (5)

1.一种电缆放线接地故障预警保护系统，其特征在于：包括放线接地装置以及监测预警装置；

所述放线接地装置包括支撑台、接地单元和两个结构相同的用于对线缆进行限位支撑的限位单元；

所述接地单元包括接地线、接地支撑杆、接地U形槽、限位弹簧以及接地轮，所述接地支撑杆垂直穿过支撑台且接地支撑杆可沿自身轴线方向往复运动，所述接地支撑杆的下端设置有定位螺帽，接地U形槽固定设置于接地支撑杆的上端端部，限位弹簧外套于接地支撑杆且位于支撑台与接地U形槽之间，所述接地轮通过转轴可转动设置于接地U形槽，所述接地U形槽的外侧壁固定设置有导电弹片，所述导电弹片的一端固定设置于U形槽，另一端与转轴的端面接触电连接，接地线与导电弹片电连接；

所述接地轮的轮面均为凹弧面结构且电缆可部分嵌入于接地轮的轮面中；

所述监测预警装置包括检测单元、比较单元以及预警保护单元；

所述检测单元，用于向接地线输入监测电流信号并检测接地线上电流信号并将电流信号转换成电压信号输入至比较单元中；

所述比较单元，用于接收检测单元输出的电压信号并电压值与基准电压值进行比较，在电压值大于基准电压值时输出控制信号到预警保护单元；

所述预警保护单元，用于接收比较单元输出的控制信号进行声光报警且同时控制放线马达断电。

2.根据权利要求1所述电缆放线接地故障预警保护系统，其特征在于：所述限位单元包括支撑板、支撑杆、U形槽、弹簧以及限位轮；

所述支撑板固定设置于支撑台且支撑板与支撑台垂直，所述支撑杆垂直穿过支撑板且支撑杆可沿自身轴线方向往复运动，所述支撑杆的一端设置有用于对支撑杆进行限位的限位螺帽，所述U形槽固定安装于支撑杆的另一端，所述限位轮可转动安装于U形槽，所述弹簧外套于支撑杆且位于支撑板和U形槽之间；

两个限位单元的支撑杆的轴线共线，且两个限位单元的限位轮轴线平行并垂直于支撑台。

3.根据权利要求1所述电缆放线接地故障预警保护系统，其特征在于：所述检测单元包括恒流电源、二极管D1、压敏电阻R1、电阻R2、电阻R3以及电阻R4；

所述恒流电源的输出端与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极与接地线连接，电阻R2的一端连接于二极管D1的负极和接地线之间的公共连接点另一端通过电阻R3接地，电阻R2和电阻R3之间的公共连接点与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端作为检测单元的输出端，压敏电阻R1的一端连接于二极管D1的负极和接地线之间的公共连接点，压敏电阻R1的另一端接地。

4.根据权利要求3所述电缆放线接地故障预警保护系统，其特征在于：所述比较单元包括比较器U1、电容C1、电阻R7、可调电阻R5、电阻R6、可控精密稳压源U2；

比较器U1的反相端与检测单元的输出端连接，可调电阻R5的一端连接于电压源VCC，可调电阻R5的另一端通过电阻R6接地，可调电阻R5和电阻R6之间的公共连接点与可控精密稳压源U2的参考极连接，可控精密稳压源U2的正极接地，可控精密稳压源U2的负极通过电阻R7与电压源VCC连接，可控精密稳压源U2的负极与比较器U1的同相端连接，比较器U1的同相端通过电容C1接地，其中，可控精密稳压源U2为TL431稳压源。

5.根据权利要求4所述电缆放线接地故障预警保护系统，其特征在于：所述预警保护电路包括电阻R4、电阻R8、电阻R9、电阻R10、光耦G1、声光报警器AL、三极管Q1、二极管D2以及继电器；继电器为常闭继电器；

所述电阻R4的一端作为预警保护电路的控制输入端与比较器U1的输出端连接，电阻R4的另一端与光耦G1的发光二极管的正极连接，光耦G1的发光二极管的负极接地，光耦G1的光敏三极管的集电极与声光报警器AL的负极连接，声光报警器AL的正极与电压源VCC连接，光耦G1的光敏三极管的发射极通过电阻R8接地，电阻R9的一端连接于光耦G1的光敏三极管的发射极，电阻R9的另一端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的集电极通过电阻R10与电压源VCC连接，三极管Q1的发射极与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极通过继电器的线圈J1接地，继电器的开关连接于电源与放线马达的电源端之间。

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