[发明专利]接地线监视系统及其移动用电设备接地线接地检查装置

说明书

本发明涉及一种接地线监视系统及其移动用电设备接地线接地检查装置，其中装置具有端子+、端子‑、基准源、恒流源电路、电压检测电路，基准源毗邻移动用电设备的接地点PE设置，其阳极与接地点PE电连接，阴极连接至端子+，接地点PE经接地线与电网的接地排PE相接，接地排PE连接至端子‑；恒流源电路包括恒流源以及电阻R1，恒流源产生的恒定电流输出至端子+并从端子‑流回恒流源，端子‑经电阻R1连接至公共端COM；电压检测电路用于获取端子+、端子‑之间的压降信号。本发明用于使被接地线监视器监视的用电设备真正用电安全，杜绝漏电事故发生。

技术领域

本发明涉及电力电子领域中的安全保障类设备，尤其涉及一种接地线监视系统及其移动用电设备接地线接地检查装置。

背景技术

采矿铲、码头侧起重机、堆取料机、便携式输送机、岸到船等大型移动设备上都采用拖拽电缆供电作业。作业中，拖拽的橡套电缆故障率较高，绝缘损坏时有发生，轻则绝缘电阻下降，重则出现漏电情况。一旦漏电，移动设备上人员易因触电而伤亡。虽然设备的金属外壳与带电部分是绝缘的，外壳上不会带电，但如果电器内部绝缘体老化或损坏，电就可能传到金属外壳上来，如果外壳不接地，这时人若碰上去就会触电，若金属外壳接地了，电流就会通过接地线流入大地，人碰上带电的金属外壳就不会触电。接地就是用一根较粗的电线，把它的一头接在设备外壳上，另一头接在电网的接地排PE上，这根连接线叫做接地线。接地线就是直接连接地球的线，也可以称为安全回路线，危险时它就把高压直接转嫁给地球，是一根生命线，如图1所示。

采用拖拽电缆供电作业的移动用电设备的橡套电缆故障率较高，更容易出现漏电事故。又加上接地线与拖拽电缆一样也在移动拖拽中，容易断开或接触不良。且接地线断开或接触不良在生产作业中不容易被发现，即使断开设备也能正常工作，只有当发生漏电造成人身伤害时才会去检查设备接地的情况，设备工作前和工作中的接地检查往往被忽视。因此，需要对拖拽电缆供电作业的移动用电设备的接地线接地情况进行实时监测，一旦发现接地线断开或接触不良，立即报警并断开设备电源，禁止设备在接地线断开或接触不良的情况下继续工作。

对接地线进行在线监测，采用如图2所示电压通断检测法。接地线监视器+5V电源通过电阻R1输出到移动设备的接地点PE上，+5V电源的COM端接到接地排的PE上。当移动设备的PE点到接地排的PE点相通时，接地线监视器的电压检测电路检测到的电压值为0V或接近0V的电压值；若接地线断开，接地线监视器的电压检测电路检测到的电压值为5V或接近5V的值。监视器中MCU通过对接地检测电路电压的采样，可以判断出接地的通断情况。若检测到5V或接近5V的电压值，则判断为接地线断开，MCU控制KJ1断开，切断移动设备电源主回路。

该检测方法是将接地检测线与接地线看做电阻R，与电阻R1串联。+5V电源加在R1与R的串联电阻上，假如电阻R不超过100Ω，且监视器中电阻R1为1000Ω，则电压检测电路测得的电压U≦1V都是表示接地线接地正常的。

该检测方法既有优点，也有缺点。

优点：

简单易实现。

缺点：

1)接地检测线短路时造成移动设备接地可靠的假象，以致监视器MCU始终认为接地线接地良好。因为接地检测线短路和接地线接地良好都会使监视器的电压检测电路检测到0V或≦1V的电压值。如图3所示。采用恒压源方式，在外围线路电阻短路后，监视器中电阻R1两端电压升高，损耗增大，导致温度升高，甚至起火燃烧损坏监视器。

2)采用电阻分压的方式进行检测，线路电阻R越大，线路中电流就越小，又加上检测线路较长，检测电路容易受到电磁干扰。也就是说，监视器与移动设备间距离不能过长，过长会导致接地检测线电阻很大，线中电流变小，易受到电磁干扰的影响，使MCU误报接地线故障，降低接地线监视器的可靠性。

对此，本发明采用恒流源+基准源方式，不但提高了检测距离，而且能准确的检测出接地线接地是否良好和接地检测线是否短路。