專利名稱：塔吊、移動吊車近電預警、閉鎖裝置用線形柔性傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉 及一種傳感器。
背景技術：
塔吊、移動吊車臨近帶電線路作業(yè)時，因許多司吊人員對起重臂架、吊具等與帶電 體的最小安全距離認識不清、把握不當，經(jīng)常導致帶電體對塔吊、移動吊車起重臂架放電而 發(fā)生線路跳閘和損壞事故。這些事故一方面嚴重威脅著作業(yè)人員的生命安全，另一方面也 嚴重威脅著電網(wǎng)的安全可靠運行，極易造成大面積停電事故，直接和間接經(jīng)濟損失巨大。為了降低這方面的工作風險，有許多單位嘗試在起重臂架頂部裝設單元定向傳感 器，這種傳感器技術比較成熟，其采集的感應電氣量能夠比較敏感地反映其與不同電壓等 級帶電體間的距離關系，從而為近電預警、閉鎖后臺裝置提供可靠的信號源，但缺點是僅能 感應某個點和某個方向，不能保護整個起重臂架，即使裝設多個傳感器，也不能做到全覆 蓋，因此，有必有研制一種能覆蓋整個起重臂架的傳感器。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構合理，能覆蓋整個起重臂架的塔吊、移動吊車近 電預警、閉鎖裝置用線形柔性傳感器。本發(fā)明的技術解決方案是一種塔吊、移動吊車近電預警、閉鎖裝置用線形柔性傳感器，其特征是包括多股 軟銅線制成的軸線，軸心外設置內(nèi)絕緣層，內(nèi)絕緣層外密繞螺旋狀銅質(zhì)軟線層結(jié)構的電感， 電感外包裹絕緣護套。本發(fā)明結(jié)構合理，傳感器安裝在整個臂架外部，臂架任何一個位置與帶電體間距 離小于等于設定的距離，其均能準確感應并輸出反映不同電壓等級的電氣量，利用后臺實 現(xiàn)近電預警、閉鎖等功能。傳感器軸心由多股軟銅線制成，作為環(huán)流通道并起到增加拉伸強 度的作用；軸心的外面用銅質(zhì)軟線密繞成螺旋狀，形成電感。當靠近帶電體時，由于電場的 作用，電感和軸心之間形成環(huán)流，經(jīng)取樣電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號，由電壓大小可以判斷出電場 的大小，從而計算出距離帶電體的距離。傳感器內(nèi)最外層使用橡膠絕緣護套進行密封，起到 抗老化、抗磨損、增強絕緣強度、增加拉伸強度的作用。線性傳感器遵循一定的理論依據(jù)，同時也經(jīng)過多次試驗驗證，記錄數(shù)據(jù)如表1。理論依據(jù)距離帶電體r (單位米)處放置閉環(huán)的η匝感應線圈，根據(jù)拉第電磁感 應定律，線圈感應出的電動勢為ε = ηΔ Φ/Δ 在閉合的回路里，交變的電動勢產(chǎn)生電流I。標注ε 感應電動勢(V)；η 感應線圈匝數(shù)；Δ Φ/At 磁通量的變化率，其中Φ = BSsinAΦ 磁通量，計量單位為韋伯(Wb)；
B 勻強磁場的磁感應強度，計量單位特斯拉(T)，根據(jù)畢奧一薩伐爾定律法，在離
帶電體r (單位米)的地方的磁場強度
與距離r的平方成反比；SsinA 正對面積(m2) ；T 時間。因此，感應電流I和距離、匝數(shù)、截面積、電壓有關，線形傳感器截面積相同，在距 相同電壓等級、相同距離下，只和磁場下的匝數(shù)有關。試驗數(shù)據(jù)線型傳感器10米；取樣電阻100kQ。測量數(shù)據(jù)如表1，感應電流只在傳感器的端部接近高壓時有很小的變化，根據(jù)下列 試驗數(shù)據(jù)表明，在端部的感應電流略小(10%左右)，線形傳感器完全適用于作業(yè)車的近電 檢測。表1
距 施加感應感應點感應點感應點感應感應點感應點感應點感應點感應點
離 電壓 點 Im 2in3m4m點 5m 6m7m8m9mIOm
IOkV 48mV 5OmV 48mV 50 mV 50 tnV 49 mV 51 mV 48 mV 48 mV 43 mV
0.7 20kV 92mV 96 mV 94 mV 100 mV 92 mV 95 mV 99 mV 95 mV 94 mV 88 mV
5m160m162
3 5kV165 mV 161 mV 166 mV165 mV 167 mV 167 mV 165 mV 150 mV
VmV
IOkV 33mV 33 mV 34 mV 33 mV 32 mV 32 mV 35 mV 33 mV 33 mV 30 mV
1.5 20kV 64mV 68 mV 67 mV 65 mV 66 mV 62 mV 67 mV 65 mV 65 mV 58 mV
m116m114
35kV120 mV 116mV 115 mV112 mV 118 mV 112 mV 114mV 105 mV
VmV
IOkV 20mV 20 mV 21 mV 22 mV 23 mV 22 mV 21 mV 21 mV 22 mV 20 mV
2.3-----------
20kV 40mV 40 mV 41 mV 42 mV 43 mV 42 mV 42 mV 42 mV 42 mV 40 mV
m-----------
35kV 77mV 74 mV 74 mV 78 mV 78 mV 78 mV 78 mV 79 mV 77 mV 73 mV
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。圖1是本發(fā)明一個實施例的結(jié)構示圖。圖2是采用本發(fā)明傳感器的塔吊、移動吊車近電預警、閉鎖裝置結(jié)構示圖。
具體實施例方式一種塔吊、移動吊車近電預警、閉鎖裝置用線形柔性傳感器，包括多股軟銅線制成 的軸線1，軸心外設置內(nèi)絕緣層2，內(nèi)絕緣層外密繞螺旋狀銅質(zhì)軟線層結(jié)構的電感3，電感外包裹絕緣護套4。 采用本發(fā)明傳感器的塔吊、移動吊車近電預警、閉鎖裝置的工作原理傳感器5采集的電壓信號經(jīng)一個高阻抗的運算放大器6轉(zhuǎn)換成適合的電壓信號，經(jīng)選頻電路7，濾除掉 工頻以外的信號，再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換8，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。32位嵌入式ARM系統(tǒng)9對采集的信 號進行數(shù)字濾波和傅氏變化，計算出幅值的大小，通過幅值計算出近電情況。當發(fā)生近電 時，裝置可以進行聲光報警。裝置有自檢功能，當傳感器接觸不好時，能進行報警。
權利要求
一種塔吊、移動吊車近電預警、閉鎖裝置用線形柔性傳感器，其特征是包括多股軟銅線制成的軸線，軸心外設置內(nèi)絕緣層，內(nèi)絕緣層外密繞螺旋狀銅質(zhì)軟線層結(jié)構的電感，電感外包裹絕緣護套。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種塔吊、移動吊車近電預警、閉鎖裝置用線形柔性傳感器，包括多股軟銅線制成的軸線，軸心外設置內(nèi)絕緣層，內(nèi)絕緣層外密繞螺旋狀銅質(zhì)軟線層結(jié)構的電感，電感外包裹絕緣護套。本發(fā)明結(jié)構合理，傳感器安裝在整個臂架外部，臂架任何一個位置與帶電體間距離小于等于設定的距離，其均能準確感應并輸出反映不同電壓等級的電氣量，利用后臺實現(xiàn)近電預警、閉鎖等功能。
文檔編號B66C23/88GK101871765SQ20101018690
公開日2010年10月27日 申請日期2010年5月31日 優(yōu)先權日2010年5月31日
發(fā)明者馮迎春, 張立超, 譚之棟 申請人:江蘇省電力公司南通供電公司;保定華電電氣有限公司