專利名稱：接地網(wǎng)分布探測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種探測(cè)儀器，尤其涉及一種接地網(wǎng)分布探測(cè)儀。
背景技術(shù)：
目前，接地裝置是架空輸電線路的重要元件，保證接地裝置穩(wěn)定運(yùn)行是做好防雷 工作的基礎(chǔ)。接地裝置主要由接地引下線和接地網(wǎng)構(gòu)成。架空輸電線路廣泛分布于野外， 受山區(qū)、丘陵等地形復(fù)雜的影響，接地網(wǎng)的分布不可能都做到橫平豎直，很有規(guī)則，接地網(wǎng) 大部分深埋于地下0. 6 0. 8m處，分布范圍大約在方圓40m以上，個(gè)別接地網(wǎng)射線長度在 IOOm以上。由于土壤、地表附生植物、障礙物等阻隔，人的肉眼無法觀測(cè)到。因此施工過程 中通常采用畫草圖描述其分布走向，但是受施工人員責(zé)任心和現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜的制約，草圖 往往標(biāo)識(shí)不清。所以在線路運(yùn)行檢修中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)接地電阻不符合規(guī)程要求時(shí)，需要進(jìn)行開挖 進(jìn)行檢查或技改時(shí)，無法準(zhǔn)確定位，從而加大了勞動(dòng)力，工作效率較低。目前市場(chǎng)上的地下 管線探測(cè)儀器主要探測(cè)地下電纜、自來水管線等較大的目標(biāo)，受周圍電磁干擾較少。而高壓 輸電線路接地網(wǎng)的圓鋼直徑較小，一般為10 12mm，并且受高壓線電磁干擾較為嚴(yán)重，市 場(chǎng)上尚無專用的檢測(cè)儀器。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種接地網(wǎng)分布探測(cè)儀，能夠準(zhǔn)確探測(cè)高壓輸電線路接 地網(wǎng)的分布走向。本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案一種接地網(wǎng)分布探測(cè)儀，包括信號(hào)發(fā)射器和信號(hào) 接收器，信號(hào)發(fā)射器用于向接地網(wǎng)發(fā)射電壓信號(hào)，信號(hào)發(fā)射器的兩個(gè)輸出端分別用來與鐵 塔地線和大地連接；信號(hào)接收器包括線圈與信號(hào)接收電路，線圈用來感應(yīng)接地網(wǎng)的信號(hào)，線 圈的一端接地，另一端與信號(hào)接收電路的輸入端連接，信號(hào)接收電路用來將線圈感應(yīng)信號(hào) 放大，信號(hào)接收電路的輸出端連接有耳機(jī)。所述的信號(hào)發(fā)射器包括振蕩電路、差分放大電路，放大電路、功率輸出電路，振蕩 電路的輸出端與差分放大電路的輸入端連接，差分放大電路的輸出端與放大電路的輸入端 連接，放大電路的輸出端與功率輸出電路的輸入端連接，功率輸出電路的輸出端即信號(hào)發(fā) 射器的輸出端。所述放大電路與功率輸出電路之間還連接有推動(dòng)極電路。所述的功率輸出電路的輸出端與振蕩電路的輸入端之間還連接有過載保護(hù)電路。所述的功率輸出電路的兩個(gè)輸出端之間還連接有電壓表。所述的信號(hào)接收電路包括電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路、電流反饋對(duì)放大電路、諧振 放大電路、振蕩器電路和放大輸出電路，電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路的輸入端與線圈連接，電 壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路的輸出端與電流反饋對(duì)放大電路的輸入端連接，電流反饋對(duì)放大電 路的輸出端與諧振放大電路的輸入端連接，振蕩器電路的輸出端和諧振放大電路的輸出端 與放大輸出電路的輸入端連接，放大輸出電路的輸出端用來與耳機(jī)連接。[0010]所述的諧振放大電路的輸出端與放大輸出電路的輸入端之間還連接有差拍檢波 電路，振蕩器電路的輸出端與差拍檢波電路的輸入端連接。本實(shí)用新型接地網(wǎng)分布探測(cè)儀根據(jù)電磁感應(yīng)原理準(zhǔn)確的查找接地網(wǎng)的分布，速度 很快。本儀器的使用能夠提高工作效率，降低檢修人員勞動(dòng)強(qiáng)度，快速完成檢修任務(wù)；并且 本儀器重量輕、體積小、攜帶方便；同時(shí)也在高壓輸電線路檢修領(lǐng)域填補(bǔ)了國內(nèi)空白。

圖1本實(shí)用新型的電路框圖；圖2為本實(shí)用新型中信號(hào)發(fā)射器的電路框圖；圖3為本實(shí)用新型中信號(hào)接收電路的框圖。圖4為本實(shí)用新型中信號(hào)發(fā)射器的電路原理圖；圖5為本實(shí)用新型中信號(hào)接收電路的原理圖；圖6為本實(shí)用新型的探測(cè)原理示意圖；圖7為本實(shí)用新型探測(cè)時(shí)計(jì)算接地網(wǎng)深度的原理示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例作以詳細(xì)的描述如圖1所示，本實(shí)用新型接地分布探測(cè)儀包括信號(hào)發(fā)射器和信號(hào)接收器，信號(hào)發(fā) 射器用于向接地網(wǎng)發(fā)射信號(hào)，信號(hào)發(fā)射器的兩個(gè)輸出端分別加到鐵塔的地線和通過地釬連 接到大地；信號(hào)接收器包括線圈與信號(hào)接收電路，線圈垂直于地面，用來感應(yīng)接地網(wǎng)的信 號(hào)，線圈的一端接地，另一端與信號(hào)接收電路的輸入端連接，信號(hào)接收電路用來將線圈感應(yīng) 信號(hào)放大，信號(hào)接收電路的輸出端連接有耳機(jī)。信號(hào)發(fā)射器產(chǎn)生電壓信號(hào)波發(fā)送至接地網(wǎng)， 接地網(wǎng)感應(yīng)到電壓信號(hào)后，在接地網(wǎng)表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流較集中地沿接地線向遠(yuǎn)處 傳播，在傳播過程中，該電流又向地面輻射電信號(hào)，這樣當(dāng)信號(hào)接收器在地面探測(cè)時(shí)，即用 垂直與地面的線圈測(cè)量電磁場(chǎng)的垂直分量，檢測(cè)目標(biāo)接地線上帶有一個(gè)柱狀的電磁場(chǎng)，磁 場(chǎng)是無數(shù)個(gè)與接地線同心的圓型磁力線組成的，信號(hào)接收器在接地網(wǎng)上方信號(hào)響應(yīng)最小， 兩側(cè)各有一個(gè)高峰，這是由于這些磁力線在管線正上方的垂直分量為零，此時(shí)通過接收的 垂直線圈的磁通量為零，信號(hào)響應(yīng)有一個(gè)最小值(零值或極小值)。如圖6所示，當(dāng)信號(hào)接 收器處于接地網(wǎng)(電纜)上方B點(diǎn)時(shí)，信號(hào)接收器的線圈與電場(chǎng)平行，線圈沒有切割電力 線，線圈中的感應(yīng)電流很小，這時(shí)耳機(jī)中幾乎沒有聲音；而當(dāng)信號(hào)接收器在A點(diǎn)或者C點(diǎn)時(shí)， 耳機(jī)中的聲音較大，由聲音較小的點(diǎn)所連成的線即為接地網(wǎng)(電纜)的路徑。如圖7所示， 將信號(hào)接收器在電纜上方B點(diǎn)傾斜45°，然后垂直于電纜走向后退，當(dāng)退到A點(diǎn)時(shí)，信號(hào)接 收器正對(duì)接地網(wǎng)(電纜)，此時(shí)耳機(jī)里的聲音最小，B點(diǎn)到A點(diǎn)的距離，也就是向后退的距離 即為接地網(wǎng)(電纜)埋設(shè)的深度。如圖2所示，信號(hào)發(fā)射器包括振蕩電路、差分放大電路，放大電路、推動(dòng)極電路、 功率輸出電路，振蕩電路的輸出端與差分放大電路的輸入端連接，差分放大電路的輸出端 與放大電路的輸入端連接，放大電路的輸出端通過推動(dòng)級(jí)電路與功率輸出電路的輸入端連 接，功率輸出電路的輸出端即信號(hào)發(fā)射器的輸出端，所述的功率輸出電路的輸出端與振蕩 電路的輸入端之間還連接有過載保護(hù)電路。[0022]如圖4所示，振蕩電路包括與非門電路IC2A和IC2B、電阻Rl、R2、電容Cl構(gòu)成的 方波發(fā)生器及與非門電路IC2D、電阻R3、R4、電容C2、C3和電感Ll構(gòu)成的15KHZ振蕩器，振 蕩電路的輸出端連接電容C4和可變電阻W4，可變電阻W4的調(diào)節(jié)端與差分放大電路的輸入 端(三極管Ql的基極)連接。差分放大電路由三極管Q1、Q2、Q3及由電阻R7和電容C6構(gòu) 成的濾波電路組成，三極管Ql的集電極通過電阻R8與電源+24V連接，三極管Q2的集電極 與電源+24V連接，電源還可以被充電；三極管Ql的發(fā)射極與三極管Q2的發(fā)射極連接后與 三極管Q3的集電極連接，三極管Q3的基極通過電阻Rll和放大電路的一個(gè)輸入端(三極 管Q4的基極)連接，三極管Q3的基極還通過穩(wěn)壓二極管D6與電源-24V連接，穩(wěn)壓二極管 D6的負(fù)極連接有接地電阻R10，三極管Q3的發(fā)射極通過電阻R9與電源-24V連接；三極管 Ql的集電極與放大電路的另一個(gè)輸入端(三極管Q6的基極)連接；三極管Q2的基極通過 電阻R16與功率輸出電路中三極管Qll的發(fā)射極連接，三極管Q2的基極還連接有電容C8和 接地電阻R20，差分放大電路將信號(hào)發(fā)射器的后級(jí)信號(hào)與三極管Ql的輸入信號(hào)進(jìn)行差分放 大。放大電路由三極管Q4和Q6組成，三極管Q4的發(fā)射極通過電阻R12與電源-24V連接， 三極管Q4的集電極通過電阻R13與三極管Q9的集電極連接，三極管Q9的集電極和三極管 Q6的集電極之間還連接有可變電阻W2，可變電阻W2的調(diào)節(jié)端與三極管Q9的發(fā)射極連接， 三極管Q9的基極通過二極管D5、電阻R25接地，三極管Q9的發(fā)射極與基極之間連接有電 容C9，三極管Q9的發(fā)射極還與三極管Q5的基極連接，三極管Q5的集電極和發(fā)射極分別與 推動(dòng)級(jí)電路中三極管Q7和三極管Q8的基極連接；其中三極管Q9為三極管Q6提供偏置電 壓，三極管Q5保證了電路的平衡和穩(wěn)定。推動(dòng)級(jí)電路由三極管Q7、Q8構(gòu)成，三極管Q7、Q8 的發(fā)射極分別通過電阻R17、R18與功率輸出電路中三極管Qll的發(fā)射極連接，三極管Q7的 發(fā)射極還通過電阻R15與功率輸出電路中三極管Qll的基極連接，三極管Q8的集電極通過 電阻R19與功率輸出電路中三極管Q12的基極連接，三極管Qll的發(fā)射極和三極管Q12的 集電極連接，三極管Q12的發(fā)射極與電源-24V連接；三極管Qll的發(fā)射極與過載保護(hù)電路 中變壓器L3的初級(jí)線圈的一端連接，變壓器L3的初級(jí)線圈的另一端與電容C17—端連接， 電容C17的另一端即信號(hào)發(fā)射器的一個(gè)輸出端；此輸出端與另一輸出端(接地線)之間還 連接有一電壓表Ml，能夠顯示輸出電壓值。如圖4所示，過載保護(hù)電路包括變壓器L3、電阻R27、可變電阻W3、與非門IC1D，變 壓器L3的次級(jí)線圈連接電阻R27和可變電阻W3接地，可變電阻W3的調(diào)節(jié)端通過二級(jí)管 D2與重啟按鍵Sl連接，按鍵Sl兩端并聯(lián)有電容C13 ；與非門IClD的輸入端引腳13與按鍵 Sl連接，輸入端引腳12通過電阻R5與電阻R8連接，輸入端引腳12還與二極管D3的負(fù)極 連接，二極管D3的正極接地，電容C5并聯(lián)在二極管D3兩端，輸出端引腳11和與非門IClB 的輸入端引腳5、6連接，輸出端引腳11還與方波發(fā)生器中與非門IC2A的引腳1連接；與非 門IClB的輸出端和與非門IClA的輸入端引腳1、2連接，與非門IClB的輸出端還通過三極 管QlO和蜂鳴器連接，三極管QlO的集電極通過電阻R26與電源+24V連接；與非門IClA的 輸出端引腳3連接電阻R21和發(fā)光二極管LEDl構(gòu)成的指示電路。如果信號(hào)發(fā)射器出線過 載或短路，變壓器L3將采樣電流輸出，IClD和IClB將振蕩電路的IC2A的輸入端引腳1鎖 定，使信號(hào)發(fā)射器的振蕩電路停止工作，同時(shí)工作指示燈LEDl熄滅，并且蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警， 在過載或短路狀態(tài)解除后，按“重啟”按鈕Si，儀器繼續(xù)工作。如圖3所示，所述的信號(hào)接收電路包括電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路、電流反饋對(duì)放大電路、諧振放大電路、振蕩器電路、差拍檢波電路及放大輸出電路，電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大 電路的輸入端與線圈連接，電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路的輸出端與電流反饋對(duì)放大電路的輸 入端連接，電流反饋對(duì)放大電路的輸出端與諧振放大電路的輸入端連接，振蕩器電路的輸 出端和諧振放大電路的輸出端與差拍檢波電路的輸入端連接，差拍檢波電路的輸出端與放 大輸出電路的輸入端連接，放大輸出電路的輸出端與耳機(jī)連接。 如圖5所示，電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路包括三極管BG1、連接在三極管發(fā)射極的電阻 R33、電容C22，三極管BGl的基極通過電容C21與線圈的一端連接，線圈的另一端接地，三 極管BGl的基極與集電極之間還連接有反饋電阻R34，三極管BGl的集電極還連接有電阻 R31和接地電容C23，三極管BGl的集電極還通過電容C24與電流反饋對(duì)放大電路中三極管 BG2的基極連接。電流反饋對(duì)放大電路包括三極管BG2和三極管BG3，三極管BG2的集電極 與三極管BG3的基極連接，三極管BG2的基極通過電阻R41和三極管BG3的發(fā)射極連接，三 極管BG2的發(fā)射極連接并聯(lián)的電阻R37和電容C25，三極管BG3的發(fā)射極連接串聯(lián)的電阻 R39和電阻R40，電容C27并聯(lián)在電阻R40兩端，提高交流增益，保持電路穩(wěn)定；三極管BG2 的集電極通過電阻R36與+9V電源連接，三極管BG3的集電極通過電阻R38與+9V電源連 接，三極管BG3的集電極通過電容C28與諧振放大電路中三極管BG4的基極連接。諧振放 大電路包括三極管BG4，三極管BG4的基極還通過電阻R43與+9V電源連接，三極管BG4的 發(fā)射極通過電阻R41接地，三極管BG4的集電極連接電容C29，變壓器T的初級(jí)線圈并聯(lián)在 電容C29的兩端，變壓器T的次級(jí)線圈一端與振蕩器電路的輸出端連接，振蕩器電路包括由 BG8和BG9構(gòu)成的文氏橋反饋網(wǎng)絡(luò)和BGlO放大電路，能夠輸出15. 5KHz信號(hào)，其中可變電阻 W2用來進(jìn)行微調(diào)。變壓器T的次級(jí)線圈的另一端與由二極管D7串聯(lián)接地電容C31構(gòu)成的 差拍檢波電路中的二極管D7正極連接，二極管D7的負(fù)極還連接可變電阻W5，提高了輸出 信號(hào)的選擇度，可變電阻W5的調(diào)節(jié)端(用來調(diào)節(jié)音量大小)通過濾波電容C34將信號(hào)輸送 給放大輸出電路中三極管BG6的基極，三極管BG6的發(fā)射極連接電阻R49和電阻R50后接 地，電容C35并聯(lián)在R50的兩端，構(gòu)成直流負(fù)反饋和部分交流負(fù)反饋；三極管BG6的集電極 通過電阻R48與9V電源連接，三極管BG6的集電極還通過電容C36與三極管BG7的基極連 接，三極管BG7的基極還通過電阻R51與9V電源連接，還通過電阻R52接地，三極管BG7的 發(fā)射極連接電阻R54和電阻R55后接地，電容C38并聯(lián)在R55的兩端；三極管BG7的集電極 還通過電阻R53與9V電源連接，三極管BG7的集電極通過濾波電容C37與耳機(jī)的輸入端連 接，三極管BG6和三極管BG7將音頻信號(hào)進(jìn)行兩級(jí)放大，使輸入耳機(jī)的信號(hào)清晰悅耳。
權(quán)利要求一種接地網(wǎng)分布探測(cè)儀，其特征在于包括信號(hào)發(fā)射器和信號(hào)接收器，信號(hào)發(fā)射器用于向接地網(wǎng)發(fā)射電壓信號(hào)，信號(hào)發(fā)射器的兩個(gè)輸出端分別用來與鐵塔地線和大地連接；信號(hào)接收器包括線圈與信號(hào)接收電路，線圈用來感應(yīng)接地網(wǎng)的信號(hào)，線圈的一端接地，另一端與信號(hào)接收電路的輸入端連接，信號(hào)接收電路用來將線圈感應(yīng)信號(hào)放大，信號(hào)接收電路的輸出端連接有耳機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接地網(wǎng)分布探測(cè)儀，其特征在于所述的信號(hào)發(fā)射器包括振 蕩電路、差分放大電路，放大電路、功率輸出電路，振蕩電路的輸出端與差分放大電路的輸 入端連接，差分放大電路的輸出端與放大電路的輸入端連接，放大電路的輸出端與功率輸 出電路的輸入端連接，功率輸出電路的輸出端即信號(hào)發(fā)射器的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接地網(wǎng)分布探測(cè)儀，其特征在于所述放大電路與功率輸出 電路之間還連接有推動(dòng)極電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接地網(wǎng)分布探測(cè)儀，其特征在于所述的功率輸出電路的輸 出端與振蕩電路的輸入端之間還連接有過載保護(hù)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的接地網(wǎng)分布探測(cè)儀，其特征在于所述的功率輸出電路的兩 個(gè)輸出端之間還連接有電壓表。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的接地網(wǎng)分布探測(cè)儀，其特征在于所述的信號(hào)接收 電路包括電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路、電流反饋對(duì)放大電路、諧振放大電路、振蕩器電路和放 大輸出電路，電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路的輸入端與線圈連接，電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路的 輸出端與電流反饋對(duì)放大電路的輸入端連接，電流反饋對(duì)放大電路的輸出端與諧振放大電 路的輸入端連接，振蕩器電路的輸出端和諧振放大電路的輸出端與放大輸出電路的輸入端 連接，放大輸出電路的輸出端用來與耳機(jī)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的接地網(wǎng)分布探測(cè)儀，其特征在于所述的諧振放大電路的輸 出端與放大輸出電路的輸入端之間還連接有差拍檢波電路，振蕩器電路的輸出端與差拍檢 波電路的輸入端連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種接地網(wǎng)分布探測(cè)儀，包括信號(hào)發(fā)射器和信號(hào)接收器，信號(hào)發(fā)射器，用于向接地網(wǎng)發(fā)射電壓信號(hào)，信號(hào)發(fā)射器的兩個(gè)輸出端分別用來與鐵塔地線和大地連接；信號(hào)接收器包括線圈與信號(hào)接收電路，線圈用來感應(yīng)接地網(wǎng)的信號(hào)，線圈的一端接地，另一端與信號(hào)接收電路的輸入端連接，信號(hào)接收電路用來將線圈感應(yīng)信號(hào)放大，信號(hào)接收電路的輸出端連接有耳機(jī)。本實(shí)用新型接地網(wǎng)分布探測(cè)儀根據(jù)電磁感應(yīng)原理準(zhǔn)確的查找接地網(wǎng)的分布，速度快且準(zhǔn)確地完成鐵塔接地網(wǎng)的查找標(biāo)識(shí)。本儀器的使用能夠提高工作效率，降低檢修人員勞動(dòng)強(qiáng)度，快速完成檢修任務(wù)的目的；并且本儀器重量輕、體積小、攜帶方便；同時(shí)也在高壓輸電線路檢修領(lǐng)域填補(bǔ)了國內(nèi)空白。
文檔編號(hào)G01V3/11GK201707452SQ20102023453
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者楊義清, 陶留海, 馬富龍 申請(qǐng)人:河南送變電建設(shè)公司