專利名稱：高壓電力安全報(bào)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種在高壓電力系統(tǒng)作業(yè)中，防止誤登帶電塔桿及誤入帶電間隔的安全報(bào)警裝置。
防止誤入高壓間隔及誤登帶電桿塔，是電力系統(tǒng)“五防”中的一個(gè)重要內(nèi)容，也是目前一個(gè)無法有效解決的難題。盡管人們采取了諸如加強(qiáng)工作監(jiān)護(hù)制度、懸掛普通警告牌、涂刷色標(biāo)等一系列安全措施，但在戶外誤入帶電間隔、誤登帶電設(shè)備而發(fā)生的人身觸電事故仍然居高不下。“人身觸電身亡”是長期困擾著電力系統(tǒng)的作業(yè)及威脅著電力用戶一線職工的生命安全。目前，有一種可用于電力系統(tǒng)的語言報(bào)警器，其采用紅外感應(yīng)原理，主要由高熱電系數(shù)的鍺鈦酸鉛陶瓷以及鉭酸鋰、硫酸泔汰元件等配合濾光窗口組成，能以非接觸形式檢測出物體放射出來的紅外線能量變化，并將其變成電信號(hào)輸出。該裝置由于對(duì)溫度的變化比較敏感，當(dāng)在冬、夏溫差很大的環(huán)境中，其工作的可靠性就很難把握。因此，目前在高壓電網(wǎng)防誤入間隔，防誤登帶電桿塔領(lǐng)域還沒有一種十分理想的安全報(bào)警裝置可供使用。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種既能對(duì)高壓電氣設(shè)備有電、無電進(jìn)行監(jiān)測，又能對(duì)進(jìn)入非安全區(qū)域的人員進(jìn)行監(jiān)測，同時(shí)，發(fā)出語音報(bào)警的并且不受環(huán)境、溫度變化的影響，工作可靠性高，安裝方便的安全報(bào)警裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是將該安全報(bào)警裝置安裝在高壓帶電體下方或左右，當(dāng)人進(jìn)入該裝置探測到的非安全區(qū)域時(shí)，該裝置的雷達(dá)探測回路即可探測到并將探測到的信號(hào)放大處理后，變成電信號(hào)去控制語音電路工作；當(dāng)電氣設(shè)備帶電時(shí)，該裝置的高壓感電路接受電場能并經(jīng)放大，整形變成控制信號(hào)與雷達(dá)探測的信號(hào)共同作用于邏輯判斷電路，使語音電路工作并發(fā)出高壓危險(xiǎn)禁止攀登等警示語。當(dāng)電氣設(shè)備已停電，高壓感應(yīng)電路感應(yīng)不到高壓帶電信號(hào)，同樣與雷達(dá)探測信號(hào)共同作用于邏輯判斷電路，使語音電路發(fā)出設(shè)備已停電，工作請注意安全等的提示語。該高壓電力安全報(bào)警安全裝置的特點(diǎn)在于該裝置由雷達(dá)探測電路、高壓感應(yīng)電路、時(shí)基電路、邏輯判斷電路和語音電路組成；雷達(dá)探測電路的輸出端經(jīng)二極管D12接時(shí)基電路IC12的2腳、二極管D12的正極端接時(shí)基電路IC12的2腳、負(fù)極端按雷達(dá)探測電路的輸出端；時(shí)基電路IC12的3腳(輸出端)經(jīng)二極管D13接至或非門F1的兩輸入端，時(shí)基電路IC12的8腳接電源正極端，6、7腳經(jīng)電容C114接地，6、7腳與4、8腳之間還接有一電阻R114；高壓感應(yīng)電路的輸出端接或非門F3的兩輸入端；邏輯判斷電路由或非門F1、F2、F3、F4組成，或非門F1的輸出端接或非門F2的第一輸入端和或非門F4的第二輸入端，或非門F3的兩輸入端與或非門F4的第一輸入端相連接，或非門F4的輸出端B與語音電路的相應(yīng)觸發(fā)端相連接；或非門F3的輸出端連接或非門F2的第二輸入端，或非門F2的輸出端A與語音電路的相應(yīng)觸發(fā)端相連接。
本實(shí)用新型的另一特點(diǎn)是在所述的雷達(dá)探測電路的輸出端還接有一遙控接收電路，即遙控接收電路的輸出端經(jīng)電阻R318接三極管T33的基極，三極管T33射極接地，集電極接時(shí)基電路IC12的2腳；集電極同時(shí)經(jīng)電阻R316接電源正極。與之配套使用的還有一遙控發(fā)射裝置(電路)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及效果是由于采用了雷達(dá)探測技術(shù)、高壓感應(yīng)技術(shù)、無線電遙控技術(shù)和語音技術(shù)，能準(zhǔn)確地探測到高壓電場是否存在，以及在非安全區(qū)域內(nèi)移動(dòng)物體(人)的存在，從而發(fā)出語音報(bào)警，并且不受環(huán)境溫度的影響，工作準(zhǔn)確可靠。并且還可通過無線電遙控對(duì)其進(jìn)行自檢，進(jìn)一步提高了可靠性。為電力系統(tǒng)及用戶高壓作業(yè)解決了誤登帶電桿塔、誤進(jìn)帶間隔而造成了人身傷亡的難題，保障了電力職工的生命安全。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為雷達(dá)探測部分電路圖。
圖3為高壓感應(yīng)部分電路圖。
圖4為邏輯判斷及語音部分電路圖。
圖5為遙控發(fā)射部分電路圖。
圖6為遙控接收部分電路圖。
如圖1，該安全報(bào)警裝置由高壓感應(yīng)電路，雷達(dá)探測電路，時(shí)基集成電路IC12(NE555)及其外圍元件二極管D12、D13、電阻R114、電容C114，邏輯判斷電路(或非門F1、F2、F3、F4)及語音電路組成。使用時(shí)，將該報(bào)警裝置安裝在高壓帶電體下方(或左右)，當(dāng)人進(jìn)入到該裝置的雷達(dá)探測到的非安全區(qū)域時(shí)，雷達(dá)探測回路將探測到的信號(hào)經(jīng)放大延時(shí)處理輸入邏輯判斷電路。當(dāng)電氣設(shè)備帶電時(shí)，高壓感應(yīng)電路感應(yīng)到高壓電場能并經(jīng)放大、整形變成控制信號(hào)，與雷達(dá)探測到的信號(hào)共同作用于邏輯判斷電路使語音電路工作，發(fā)出“禁止攀登高壓危險(xiǎn)”等語言，及時(shí)提醒已誤入帶電間隔或誤登帶電桿塔的人員，停止錯(cuò)誤行為；當(dāng)電氣設(shè)備確已停電，高壓感應(yīng)電路感應(yīng)不到高壓電場的存在，同樣將無電場信號(hào)輸入邏輯判斷電路，與雷達(dá)探測控制信號(hào)共同作用于邏輯判斷電路，使語音電路發(fā)出“設(shè)備已停電，工作請注意安全”的提示語言。為了能夠判斷安全報(bào)警裝置自身工作是否正常和電氣設(shè)備是否帶電，在雷達(dá)探測電路的輸出端還接有一遙控接收電路，與之配套使用的還有一遙控發(fā)射裝置。可在攀登桿塔或靠近電力設(shè)備之前，用遙控的方式使安全報(bào)警裝置發(fā)出語音，對(duì)該裝置和其監(jiān)視的電氣設(shè)備進(jìn)行自檢自測。
如圖2，該部分為雷達(dá)探測電路，主要由大規(guī)模集成電路芯片IC11(HT7610雷達(dá)發(fā)射接收電路)及其外圍元件組成。HT7610內(nèi)部有A1、A2兩級(jí)運(yùn)算放大、比較、定時(shí)、振蕩、狀態(tài)控制等電路，其作用是發(fā)射和接收電磁波信號(hào)，并將接收到的信號(hào)經(jīng)放大、整形、產(chǎn)生控制信號(hào)輸出。系統(tǒng)振蕩電路輸入端DS1通過外接電阻R13、電容C11產(chǎn)生16KHZ系統(tǒng)頻率，經(jīng)內(nèi)部處理后形成高頻脈沖信號(hào)從IC11的9腳輸出，經(jīng)由三極管T11及電阻R19、R110、R111、電容C110等組成的放大電路放大并從天線TX向四周發(fā)射(發(fā)射范圍達(dá)360°)。同時(shí)，當(dāng)天線接收到外界物體移動(dòng)引起反射波之變化時(shí)，該變化信號(hào)經(jīng)電感L11、L12輸入第一級(jí)運(yùn)放A1的正端A1+。電阻R16、電容C16等組成第一級(jí)運(yùn)放A1的比例積分放大電路，放大倍數(shù)由R16調(diào)整。輸入信號(hào)經(jīng)A1放大后從IC11的13腳A10輸出，經(jīng)電阻R17、電容C18輸入到第2級(jí)運(yùn)放A2的負(fù)端A2-，再經(jīng)由電阻R18、W11、電容C17組成的第二級(jí)比例積分放大電路放大后，通過IC11內(nèi)部比較延時(shí)、過零檢測等處理，濾除干擾把物體移動(dòng)的反射變化量變成低電平從IC11的第2腳(out端)輸出。通過二極管D12鉗位，使時(shí)基電路IC12的2腳電位拉低，并從IC12的3腳輸出高電平，經(jīng)邏輯判斷電路觸發(fā)語音電路工作(見圖1)。OS2為定時(shí)振蕩輸入端，改變外接電阻R12、電容C12的值，可改變所需的掃描間隔定時(shí)時(shí)間，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻W11的阻值，即可改變第2級(jí)運(yùn)放A2的放大倍數(shù)，從而可改變雷達(dá)的遙測距離。圖中電阻R11、R12、R13、R14、電容C11、C12、C14、C13、C111與IC11(HT7610)組成雷達(dá)探測邏輯判斷雷達(dá)信號(hào)發(fā)生電路。電阻電容R15、R16、R17、R18、C15、C16、C17、C18、C19組成雷達(dá)探測輸入信號(hào)運(yùn)算放大電路。電阻R110、R19、R111、R112、電容CC110、三極管T11、二極管D11、電感L11、L12組成雷達(dá)發(fā)射，接收信號(hào)放大電路。
如圖3，該部分為高壓感應(yīng)部分電路，由感應(yīng)片GY，及場效應(yīng)管J12，時(shí)基電路IC21(NE555)及其外圍電阻電容元件R22、R21、R23、R24、C11、C11、二極管D21接成高壓判斷電路，電壓比較器IC22(A1、A2)及其外圍電阻電容元件R25、R26、R27、R28、R29、C23等組成電壓比較電路組成。感應(yīng)片GY與場效應(yīng)管J21的柵極相連接并經(jīng)電阻21接地，電阻R22接電源。當(dāng)感應(yīng)片GY沒有設(shè)備感應(yīng)到電場信號(hào)時(shí)(即電氣設(shè)備無電時(shí))，場效應(yīng)管J21的漏源極電阻很小，IC21的第4腳處于低電平狀態(tài)，封鎖了IC21(NE555)的輸出，這時(shí)其輸出端(3腳)為低電平，使電壓比較電路IC22的A1-端電位低于A1+端，A1輸出高電平，因而使A2也輸出高電平，發(fā)光二極管DE21發(fā)亮，指示設(shè)有高壓感應(yīng)。而當(dāng)安全報(bào)警裝置的周圍有高壓存在時(shí)，感應(yīng)片GY感應(yīng)到電場信號(hào)，場效應(yīng)管J21漏源極電阻增大，使IC21的第4腳電位升高，當(dāng)其電位大于1伏時(shí)，接成自激振蕩電路的IC21(NE555)將振蕩產(chǎn)生的脈沖方波從3腳輸出，經(jīng)二極管D21向電容C23充電，使電容C23電壓升高，當(dāng)該電位高于IC22的A+1端時(shí)，電壓比較器A1輸出低電平，并使A2也輸出低電平，發(fā)光二極管DE21滅，指示周圍有高壓電場存在。該信號(hào)同時(shí)輸入到邏輯判斷電路。電路中改變電阻R22的阻值，可以調(diào)整高壓感應(yīng)的靈敏度，從而改變高壓感應(yīng)的距離。
如圖4，該部分為邏輯判斷及語音部分電路，邏輯判斷電路由4個(gè)或非門F1、F2、F3、F4組成即IC41(74LS02)，語音電路由IC42即語言芯片SR4412及由電阻R42、R43、R44，電容C41、C42及三極管T41、T42組成的放大電路組成。當(dāng)來自高壓感應(yīng)電路的信號(hào)為低電平信號(hào)(即有高壓電場)，來自雷達(dá)探測電路或遙控接收電路的控制信號(hào)(高電平)使邏輯判斷電路的B端輸出高電平，觸發(fā)語言芯片IC42，輸出相應(yīng)“高壓危險(xiǎn)……”等語音信號(hào)，經(jīng)放大電路放大推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出語音。當(dāng)高壓感應(yīng)控制為高電平時(shí)(即無高壓電場)，來自雷達(dá)或遙控的控制信號(hào)(高電平)使邏輯判斷電路的A端輸出高電平，觸發(fā)語言芯片IC42，輸出相應(yīng)“電網(wǎng)已停電……”等語音。語言芯片SR4412可根據(jù)需要事先永久性錄入4句語音，相對(duì)于IC41的A、B端與IC42的S1-S4端不同的接法將發(fā)出不同的聲音。
如圖5，該部分為遙控發(fā)射部分電路，遙控發(fā)射電路由無線電發(fā)射電路芯片IC31(PT2262)及其外圍元件電阻R31、R32、R33、R34，電容C31、C32、C33、C34及三極管T31、發(fā)射線圈L31、開關(guān)AN、發(fā)光二極管DE31組成，其振蕩電路外接電阻R32使電路產(chǎn)生260MHZ的射頻信號(hào)，當(dāng)AN按下時(shí)，射頻信號(hào)經(jīng)三極管T31高頻放大，并通過線圈L31向四周發(fā)射無線電控制信號(hào)，PT2262芯片中的A0-A7、D0-D3十一個(gè)管腳通過接到電源、接地或懸空等不同的連接方式進(jìn)行編碼加密，不重復(fù)碼高達(dá)32萬組，可使遙控發(fā)射器與接收器進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)遙控操作，這種只有編、解碼完全一致時(shí)才能實(shí)現(xiàn)的遙控方式，能夠保證安全報(bào)警裝置可靠的工作。
如圖6，該部分為遙控接收部分電路，由無線電接收電路芯片IC33(PT2272)及其外圍元件即由電阻R35、R36、R37、R38、R39，電容C35、C36、C37、C38、C39、C310、C313和三極管T32、二極管D31組成的高頻放大電路，放大芯片IC32(LM358N)及其外圍元件R310、R312、R311、R313、R314、R315、電容C316、C315、C314、C312、C311以及天線L32以及電阻R316、R317、R318組成。當(dāng)天線L32接收到發(fā)射信號(hào)后，經(jīng)高頻放大電路放大，從二極管T32的集電極向放大芯片IC32輸出射頻控制信號(hào)，經(jīng)IC32內(nèi)部兩級(jí)運(yùn)放后，從IC32的7腳向接收組件IC33輸入控制信號(hào)。IC33振蕩電路外接電阻R317使電路產(chǎn)生與發(fā)射電路完全一致的射頻振蕩波形，IC33接收到射頻控制信號(hào)后，經(jīng)解碼比較、判斷無誤后，從17腳輸出高電平，該高電平使三極管T33導(dǎo)通，三極管T33的集電極接到IC12(NE555)的2腳(見圖1)，三極管T33的導(dǎo)通使IC12的2腳電位變低，并從IC12的3腳輸出高電平，該電平信號(hào)(遙控信號(hào))與高壓感應(yīng)電路部分的控制信號(hào)共同作用于邏輯判斷電路，從A端(或B端)輸出一高電平觸發(fā)語音電路工作。
權(quán)利要求1.一種高壓電力安全報(bào)警裝置，其特征在于由雷達(dá)探測電路、高壓感應(yīng)電路、時(shí)基電路、邏輯判斷電路和語音電路組成；雷達(dá)探測電路的輸出端經(jīng)二級(jí)管D12接時(shí)基電路IC12的2腳，二級(jí)管D12的正極端接IC12的2腳、負(fù)極端接雷達(dá)探測電路的輸出端；時(shí)基電路IC12的3腳(輸出端)經(jīng)二極管D13接至或非門F1的兩輸入端，時(shí)基電路IC12的8腳接電源正極端，6、7腳經(jīng)電容C14接地，6、7腳與4、8腳之間還接有一電阻R114；高壓感應(yīng)電路的輸出端接或非門F3的兩輸入端；邏輯判斷電路由或非門F1、F2、F3、F4組成，或非門F1的輸出端接或非門F2的第一輸入端和或非門F4的第2輸入端，或非門F3的兩輸入端與或非門F4的第1輸入端相連接，或非門F4的輸出端B與語音電路的相應(yīng)觸發(fā)端相連接；或非門F3的輸出端連接或非門F2的第2輸入端，或非門F2的輸出端A與語音電路的相應(yīng)觸發(fā)端相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高壓電力安全報(bào)警裝置，其特征在于在所述的雷達(dá)探測電路的輸出端還接有一遙控接收電路，即遙控接收電路的輸出端經(jīng)電阻R318接三極管T33的基極，三極管T33射極接地，集電極接時(shí)基電路IC12的2腳；集電極同時(shí)經(jīng)電阻R316接電源正極；與之配套使用的還有一遙控發(fā)射裝置。
專利摘要一種高壓電力安全報(bào)警裝置,其特點(diǎn)是由雷達(dá)探測電路、高壓感應(yīng)電路、時(shí)基電路、邏輯判斷電路和語音電路組成;雷達(dá)探測電路的輸出連接邏輯判斷電路的輸入端;高壓感應(yīng)電路的輸出經(jīng)時(shí)基電路連接邏輯判斷電路的另一輸入端,邏輯判斷電路的輸出端連接語音電路的觸發(fā)端。該裝置能準(zhǔn)確地探測到高壓電場是否存在,以及在非安全區(qū)域內(nèi)移動(dòng)物體(人)的存在,從而發(fā)出語音報(bào)警,并且不受環(huán)境溫度的影響,工作準(zhǔn)確可靠。有效解決了電力系統(tǒng)人身傷亡的難題。
文檔編號(hào)G01R29/12GK2391251SQ99245839
公開日2000年8月9日 申請日期1999年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月29日
發(fā)明者張小平, 陳浩 申請人:張小平, 陳浩