[发明专利]用于检测动力电缆差模漏电流的馈电传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器检测装置，尤其是一种在煤矿井下用于检测动力电缆上差模漏电流的的馈电传感器，该传感器主要用于实时监控井下动力电缆上的馈电状态，并可以防止人员人为的关闭动力电源。

 

背景技术

按照国家煤矿安全法规，煤矿等高危矿井下必须在动力设备的馈电端安装馈电状态传感器，以便实时监控井下动力设备电缆上的馈电状态，防止发生触电或人为关闭动力电源的情况。

目前国内用于煤矿井下检测的馈电传感器主要有两类：

一类为插入型有损检测式馈电状态传感器：此类馈电传感器相当于一只带信号输出的数字电压表，这种传感器在安装时直接与动力设备上的电缆接触，由于动力设备电缆工作时都是带电的，因此安装过程中必须先将动力设备断电，然后将检测位置的电缆剥开，把传感器的探头连接电缆内的铜线上，连接好后在传感器的外部还需要用隔爆箱密封隔断。这种传感器的安装过程非常繁琐，特别是将动力设备断电后对生产的影响很大，而且由于隔爆箱的体积和重量都较大，因此在矿井下安装时，传感器的检测位置受到的限制较大，需要预先预留安装位置并设计复杂的安装方案，而且安装后移动性很差，使用也不方便，需要根据不同电压调整衰减度，不适合在已经架设的动力线路上安装使用。

还有一类是基于电缆外部电场单金属片探测场控型馈电状态传感器：该型传感器可以直接探测馈电电缆与大地之间的电场，用场控器件把电场转换成信号电流作为馈电状态指示。虽然这种传感器使用较方便，但抗干扰能力很差，灵敏度也很低，它不仅受动力电缆供电电压的影响，也受平衡性的影响，使用时需要现场适配调整。此外，由于矿井下潮湿和粉尘还会旁路电缆外部电场，防水防尘矛盾很突出，用单金属片对地作电场探测，在矿井复杂的电磁环境下，会捡拾很多工频杂散信号，很难将其滤除，如果只靠调整灵敏度来抑制干扰，不确定性很强，效果也很差。

 

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明的主要目的在于解决目前煤矿井下使用的馈电传感器在安装时必须将动力电缆断电，导致井下正常生产受影响的问题，并克服目前传感器装置安装后检测位置相对固定，使用不方便的缺陷，而提供一种安装、使用方便，抗干扰能力强、可靠性较好的差模漏电流馈电传感器。

本发明的技术方案：用于检测动力电缆差模漏电流的馈电传感器，其特征在于，包括信号处理电路和感应电极，所述信号处理电路包括依次连接的差动放大器、后置放大电路、前置滤波电路、光电耦合隔离器、二值化电路、数字滤波电路、回差整形电路、波形变换电路和恒流产生器，所述感应电极为二个且分别连接在信号处理电路内差动放大器的正、负极上，所述信号处理电路由本安电源供电；检测时，二个感应电极的探头均连接在待检测动力电缆的表皮上并采集漏电流信号，所述漏电流信号通过差动放大器输入信号处理电路，所述信号处理电路对漏电流信号进行转换处理后输出恒流馈电信号至中心分站。所述恒流馈电信号被输入到中心分站后由工作人员进行分析和判别，工作人员通过中心分站能直观的看到动力电缆上的漏电流馈电状态，所述的馈电状态包括电缆上有无电压的提示以及动力设备是否处于工作状态的提示。

本发明的馈电传感器是专门为煤矿井下动力设备的电缆检测而设计的，具有很强的针对性，它与普通的电流检测传感器的区别在于使用环境非常特殊，需要考虑到煤矿井下特殊的地质环境，例如矿井通道较窄，体积较大的设备在安装使用时很不方便；井下的各种污水对电器的腐蚀和干扰非常大，容易影响检测结果；动力设备必须长时间持续工作，因此在安装时不能将动力设备的电源关闭等。因此普通的电流传感器在这种特殊的地质环境下难以正常使用，而本发明传感器不仅结构简单、使用方便，还可以任意移动检测不同位置的电缆，而且不影响动力设备的正常工作，具有极强的抗干扰能力和可靠性，能够满足井下动力设备电缆检测的需求。特别是在检测时，感应电极只需要紧压在动力电缆的表皮即可，不需要将动力电缆割破后再连接，这样极大的提高了检测时的安全性，降低了人员触电的风险；输出的恒流馈电信号相对于普通传感器采集的信号而言也更加稳定，提高了检测的准确性，能基本上避免工作人员由于信号不稳定而造成的对井下情况错判的事故。

进一步，本发明中所述感应电极采用金属材质的探测压片，在所述感应电极的探测压片上还涂有防水密封胶层。所述金属材质的探测压片在检测时不需要将电缆剥开后再连接，只需将其压在电缆的表面即可产生感应电流，因此使用时非常安全、方便，涂刷在感应电极表面的防水密封胶层可以阻隔矿井内的腐蚀性污水等对电极的干扰，对电极起到保护作用，有利于提高感应电极的灵敏度。