[發明專利]塔吊、移動吊車近電預警、閉鎖裝置用線形柔性傳感器

無效

• 申請號: 201010186907.3
• 申請日: 2010-05-31
• 公開（公告）號: CN101871765A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 馮迎春;譚之棟;張立超
• 申請（專利權）人: 江蘇省電力公司南通供電公司;保定華電電氣有限公司
• 主分類號: G01B7/14
• 分類號: G01B7/14;G01D5/20;H01F37/00;B66C23/88
• 代理公司: 南通市永通專利事務所 32100
• 代理人: 葛雷

技術領域：

本發明涉及一種傳感器。

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，經常導致帶電體對塔吊、移動吊車起重臂架放電而發生線路跳閘和損壞事故。這些事故一方面嚴重威脅著作業人員的生命安全，另一方面也嚴重威脅著電網的安全可靠運行，極易造成大面積停電事故，直接和間接經濟損失巨大。

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。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種結構合理，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，軸心外設置內絕緣層，內絕緣層外密繞螺旋狀銅質軟線層結構的電感，電感外包裹絕緣護套。

本發明結構合理，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，作為環流通道并起到增加拉伸強度的作用；軸心的外面用銅質軟線密繞成螺旋狀，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流，經取樣電阻轉換成電壓信號，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，同時也經過多次試驗驗證，記錄數據如表1。

理論依據：距離帶電體r(單位：米)處放置閉環的n匝感應線圈，根據拉第電磁感應定律，線圈感應出的電動勢為：

ε＝nΔΦ/Δt

在閉合的回路里，交變的電動勢產生電流I。

標注：ε：感應電動勢(V)；

n：感應線圈匝數；ΔΦ/Δt：磁通量的變化率，其中：Φ＝BSsinA

Φ：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)，根據畢奧--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、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，只和磁場下的匝數有關。

試驗數據：線型傳感器：10米；取樣電阻：100kΩ。

測量數據如表1，感應電流只在傳感器的端部接近高壓時有很小的變化，根據下列試驗數據表明，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車的近電檢測。表1

附圖說明：

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

圖1是本發明一個實施例的結構示圖。

圖2是采用本發明傳感器的塔吊、移動吊車近電預警、閉鎖裝置結構示圖。

具體實施方式：

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，軸心外設置內絕緣層2，內絕緣層外密繞螺旋狀銅質軟線層結構的電感3，電感外包裹絕緣護套4。

采用本發明傳感器的塔吊、移動吊車近電預警、閉鎖裝置的工作原理：傳感器5采集的電壓信號經一個高阻抗的運算放大器6轉換成適合的電壓信號，經選頻電路7，濾除掉工頻以外的信號，再經過A/D轉換8，轉換成數字信號。32位嵌入式ARM系統9對采集的信號進行數字濾波和傅氏變化，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。