本发明涉及电力试验领域，具体地，涉及一种电力行业高压试验系统。
背景技术：
电力行业每年要对大量的电力设备和安全工器具做高压试验检测工作，试验工作中的安全措施主要是设置围栏、断电、接地、放电、工作许可、工作监护等，这些措施都由试验人员按规程执行，如果在执行过程中试验人员违规操作或设备存在缺陷，将造成人身或设备的安全事故，具体表现有：
1、试验设备漏电造成试验人员低压触电伤害。
2、试验开始后试验人员违规进入高压区造成高压直接触电伤害。
3、试验结束后试验人员在未放电情况下人体接触高压端，受高压残留电荷触电伤害。
4、操作人员放电后未将放电接地杆从变压器高压端取下，高压变压器在短路状态下通电损坏试验设备。
技术实现要素：
本发明提供了一种电力行业高压试验系统，解决了现有的不足，该系统综合考虑试验中可能发生的意外因素，能有效防范因违反操作程序或设备缺陷危及试验人员人身安全的事件。
为实现上述发明目的，本申请提供了一种电力行业高压试验系统，所述系统包括：
高压试验装置和高压试验保护装置；高压试验装置用于将规定的交流高压施加在电器带电部分和非带电部分之间以检查电器的绝缘材料所能承受耐压能力的试验；高压试验保护装置用于在进行高压试验时进行漏电保护、遮栏门保护、声光告警保护，并采集试验设备和安全设备的运行状态，在安全条件不满足条件时切断试验电源中止试验。
进一步的，高压试验装置包括：高压试验控制台、高压试验变压器、显示电路；高压试验变压器包括：调压变压器、升压变压器、升压部分电源接通及切断开关；试验控制台包括：电流取样模块、时间电路模块、报警电路模块；试验控制台收到启动信号，接通升压部分电源；当收到被测回路电流超过设定值及发出声光报警，切断升压回路电源当收到复位或者时间到信号后切断升压回路电源；显示电路用于显示升压变压器输出电压值。
进一步的，高压试验保护装置包括：
电源，电源包括漏电保护器、220/12v变压器、控制继电器；电源用于向试验设备提供操作电源，向保护装置提供工作电源，同时通过漏电保护器对试验人员低压触电进行保护；
保护控制模块，用于控制试验设备操作电源，检测电磁门位置、接地杆位置、红外侦测信号、升压检测信号并进行逻辑判断，在符合安全条件下控制电路继电器触点闭合允许向试验设备供电，在不符合安全条件时触点断开切断试验电源中止试验；
交流升压检测模块，用于通过高压变压器反馈的交流电压，判断试验工作是否开始，当检测至反馈的交流电压为0时判断试验未开始，当检测到有交流电压时启动声光报警电路及保护控制相应逻辑电路；
声光报警模块用于进行声光报警；
红外侦测模块，用于基于红外发射、接收管对高压区域进行布防，当电路当接收到移动的人体反射的红外光时，保护装置切断试验电源中止试验。
进一步的，高压试验保护装置设有漏电保护装置，在检测到试验设备漏电危及人身安全时，切断试验设备电源；高压试验保护装置用于检测遮栏门位置、放电接地杆位置是否符合安全条件，遮栏门未关闭或放电接地杆未放回搁置架，则切断试验设备电源，安全条件满足后才允许向试验设备供电。
进一步的，试验进行中，高压试验保护装置检测到试验变压器升压后：电磁门吸电源通电，遮栏门闭锁；声光报警模块工作，红外侦测模块解除闭锁开始反馈侦测信号，在有人员违规进入高压区内侦测范围时，保护装置迅速切断设备电源中止试验；试验结束后，系统切断电磁门吸电源，遮栏门开放允许试验人员进入高压区。
为了克服现有的高压电气试验装置存在设备缺陷或试验人员违规操作、失误操作情况下发生安全事故的缺陷，本发明提供一套安全保护装置，该系统综合考虑试验中可能发生的意外因素，能有效防范因违反操作程序或设备缺陷危及试验人员人身安全的事件。
本发明具体采用以下技术方案：
1、设置漏电保护装置，在检测到试验设备漏电危及人身安全时，迅速切断试验设备电源。
2、检测遮栏门位置、放电接地杆位置是否符合安全条件，遮栏门未关闭或放电接地杆未放回搁置架，则切断试验设备电源，安全条件满足后才允许向试验设备供电。
3、试验进行中，保护装置检测到试验变压器升压后:
电磁门吸电源通电，遮栏门闭锁，禁止人员打开遮栏门进入高压区。
声光告警系统工作，警示灯亮，蜂鸣器发报警声，“高压危险、请勿靠近！”光字牌亮。
红外侦测设备解除闭锁开始反馈侦测信号，在有人员违规进入高压区内侦测范围时，保护装置迅速切断设备电源中止试验。
4、试验结束后，系统切断电磁门吸电源，遮栏门开放允许试验人员进入高压区，但因变压器高压端仍存在残留电荷，在操作人员拿起放电接地杆放电前声光告警系统继续运行，在操作人员拿起放电接地杆放电时声光告警系统停止。
5、操作人员更换被测试验品后，将放电接地杆放回搁置架，关闭遮栏门后退出高压区，保护装置重复以上第2-4步程序，继续为操作人员提供安全保护，第1步的漏电保护器则在工作全程提供保护。
装置电路由nimultisim13.0软件设计并通过其仿真验证，经验证各保护动作逻辑符合要求。
本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
该系统综合考虑试验中可能发生的意外因素，能有效防范因违反操作程序或设备缺陷危及试验人员人身安全的事件，安全性较高。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；
图1是本申请中电力行业高压试验系统的组成示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种电力行业高压试验系统，解决了现有的不足，该系统综合考虑试验中可能发生的意外因素，能有效防范因违反操作程序或设备缺陷危及试验人员人身安全的事件。
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
高压试验安全保护装置为高压试验系统的附属系统，为试验人员在进行高压试验时提供一套安全有效的防护，本安全保护装置以配合交流耐压试验测试仪为例来说明整套系统工作原理。
高压试验系统：高压试验系统由高压试验控制台、高压试验变压器等组成，它将规定的交流高压施加在电器带电部分和非带电部分(一般为外壳)之间以检查电器的绝缘材料所能承受耐压能力的试验。
1)试验变压器：调压变压器、升压变压器及升压部分电源接通及切断开关组成。220v电压通过接通，切断开关加到调压变压器上调压变压器输出连接升压变压器。用户只需调节调压器就可以控制升压变压器的输出电压。
2)试验控制台：电流取样，时间电路、报警电路组成。控制部分当收到启动信号，仪器立即在接通升压部分电源。当收到被测回路电流超过设定值及发出声光报警立即切断升压回路电源。当收到复位或者时间到信号后切断升压回路电源。
3)显示电路：显示器显示升压变压器输出电压值。显示由电流取样部分的电流值，及时间电路的时间值一般为倒计时。
安全保护装置：安全保护装置高压试验由电源、保护控制、交流升压检测、声光报警、红外侦测等电路组成一套自动保护的安全保护装置。它采集试验设备和安全设备的运行状态，包括电源漏电电流、遮栏门位置、放电接地杆位置、交流升压检测、红外侦测等信号，控制试验设备电源、遮栏门闭锁、声光报警等电路，在安全条件不满足条件时切断试验电源中止试验，有效防范试验时人身不安全事故。
1)电源：电源包括漏电保护器、220/12v变压器、控制继电器等组成，它向试验设备提供操作电源，向保护装置提供工作电源，同时通过漏电保护器对试验人员低压触电进行保护。
2)保护控制：主机保护控制电路控制试验设备操作电源，该电路检测电磁门位置、接地杆位置、红外侦测信号、升压检测信号等并进行逻辑判断，在符合安全条件下控制电路继电器j3触点j3_1、j3_2闭合允许向试验设备供电，在不符合安全条件时触点j3_1、j3_2迅速断开切断试验电源中止试验
3)交流升压检测：交流升压检测电路通过高压变压器反馈的交流电压，判断试验工作是否开始，当检测至反馈的交流电压为0时判断试验未开始，当检测到有交流电压时启动声光报警电路及保护控制相应逻辑电路。
4)声光报警：声光报警指示由蜂鸣器、警示灯和光字牌组成，试验开始后蜂鸣器发报警声，同时高压区入口的警示灯闪烁，“高压危险，禁止入内！”光字牌亮。
5)红外侦测：红外侦测系统是高压试验进行中，有人员违规进入高压侦测区域时触发安全保护装置的电路，它用红外发射、接收管对高压区域进行布防，当电路当接收到移动的人体反射的红外光时，保护装置及时切断试验电源中止试验，避免人员受高压触电伤害。
电源电路：
电源电路向试验设备提供操作电源，赂保护装置提供工作电源，同时通过漏电保护器对试验人员低压触电进行保护。
试验系统ac220v电源原来由试验室控制箱电源取电，增设安全保护装置后，电源不再由试验室控制箱电源取电，而是经安全保护装置控制输入。
l(火线)、n(零线)的交流220v电源送入保护仪主机后，送入漏电保护器，对试验设备发生漏电故障以及对有致命危险的人身触电进行保护。保护器采用siemens公司的5su9326-1cr32型漏电保护器，该保护器同时具有过载和短路保护的功能。正常使用时保护器内部零序电流互感器二次侧电流接近于0，当发生试验操作人员单相触电事故时，零序电流迅速超限(门槛值约6～30ma)，脱扣机构迅速动作切断试验全部电源，有效防范由于设备漏电造成的人身伤害。
通过漏电保护器后，电源分两路输出：
1)送至t1变压器(ac220/12v)，在低压端输出12v交流电压，经d1全桥整流和c1滤波后输出约17v直流，再经7812稳压后输出12v直流供保护装置信号采集及驱动输出等电路。
2)送至继电器j3经常闭触点j3_1、j3_2将电源送至高压试验控制台，继电器j3受控于电源保护控制电路，在符合安全条件下继电器j3触点闭合允许供电，在不符合安全条件时触点断开切断试验电源。
保护控制电路：
主机保护控制电路控制高压试验控制台电源，该电路检测电磁门位置、接地杆位置、红外侦测信号、升压检测信号等并进行逻辑判断，在符合安全条件下控制电路继电器j3触点j3_1、j3_2闭合允许向试验设备供电，在不符合安全条件时触点j3_1、j3_2迅速断开切断试验电源中止试验。
二极管d1、d2并联构成或门电路，无论d1支路或d2支路动作都将启动保护电路动作。
1)d1支路：此支路检测放电接地杆位置和遮栏电磁门位置，在检测到遮栏电磁门已关闭、放电接地杆已放入搁置架后，才允许向试验设备提供电源进行试验操作，否则切断试验电源直至安全条件满足为止。
当放电接地杆放入搁置架后，微动开关s3常开触点闭合，继电器j2动作，j2-2闭合向u1c送入高电平。电磁门位置在关闭时也向u1c送入高电平，与非门u1c两路输入均为1输出低电平，继电器j3不动作，电源经常闭触点j3_1、j3_2向控制台供电。
如电磁门未关闭或放电接地杆未放回搁置架，u1c输出高电平，经二极管d1、电阻r4、三极管q1驱动继电器j3动作，切断试验设备电源，直至安全条件满足条件时才继续供电。
2)d2支路：红外侦测电路在侦测到红外信号时输出高电平，此电平闭锁于交流检测电路继电器j1-2。
试验设备升压前j1_2触点断开，红外侦测信号被闭锁。
试验通电开始升压后，继电器j1_2触点闭合，红外侦测信号解除闭锁。
在红外侦测系统未侦测到反射信号时回路输出低电平，j3不动作，系统持续向试验台提供电源。
当有人违规闯入高压区，侦测系统侦测到红外反射信号，红外侦测电路输出高电平经继电器j1-2、电阻r5、二极管d2、电阻r4、三极管q1驱动继电器j3动作，系统迅速切断控制台电源，避免进入高压区人员受高压触电伤害。
交流升压检测：
交流升压检测电路通过高压变压器反馈的交流电压，判断试验是否开始，当检测至反馈的交流电压为0时判断试验未开始，当检测到有交流电压时启动声光报警电路及保护控制相应逻辑电路。
高压试验变压器e、f端为测量电压端子，随交流高压的电压值不同输出0～100v交流电压。
升压开始前交流电压为0v，光耦u1(sfh6721t)无输入信号，内部施密特触发器输出低电平，j1不动作，触点j1_1、j1_2、j1_3断开。
升压开始后，e、f端子交流电压经d1半波整流、c1滤波和电阻r限流后将脉冲直流信号送入光耦内部发射管，u1施密特触发器触发输出高电平，经电阻r3、q1驱动继电器j1动作，此时：
1)j1_1触点闭合启动声光报警系统，声光报警系统运行。
2)j1-2触点闭合解除红外侦测闭锁，系统允许红外侦测系统反馈侦测信号。
3)j1_3触点闭合，电磁门吸线圈通电将电磁门闭锁，防止人员从电磁门进入高压危险区。
试验结束后，操作人员将高压试验变压器输出电压降至0，e、f端子无交流电压输出，光耦u1内部施密特触发器输出低电平，三极管q1截止，继电器j1复归，此时：
1)j1_1触点断开，但在rs触发器的作用下，声光报警系统继续运行。
2)j1-2触点断开，红外侦测闭锁，禁止红外侦测系统反馈侦测信号。
3)j1_3触点断开，电磁门吸线圈断电解除电磁门闭锁，操作人员可以从电磁门进入高压区。
声光报警：
声光报警系统指示由蜂鸣器、警示灯和光字牌组成。
蜂鸣器使用12v有源电磁式，工作时发频率约2300hz的短促鸣叫，音量约40-50分贝，工作电流约20ma。
警示灯和光字牌安在高压区遮栏入口处，试验开始后警示灯闪烁，“高压危险，禁止入内！”光字牌亮。
电路由与非门u1a和u1b构成的rs触发器、三极管q1、电阻r1、r2、电容c1等组成。
保护装置通电初始，因试验还未升压，交流检测电路继电器j1未动作，j1-1触点断开，r1回路向u1a输入高电平。接地杆因放在接地杆支撑架上，j2-1闭合，初始时间内向u1b输入低电平(即使接地杆未放在接地杆支撑架上，因r1需要向c1充电，初始时间电压也为0)，因此触发器初始状态为与非门u1b输出高电平，u1a输出低电平，q1断开，声光报警不工作。
试验通电开始后，升压交流检测电路检测到交流电压，继电器j1动作，j1_1触点闭合，触电器翻转，u1a输出高电平，通过电阻r1触发q1导通，声光报警系统工作，蜂鸣器发鸣叫信号(为防止声光报警信号干扰作业人员操作，蜂鸣器响度应控制在50db以内)，警示灯闪烁，光字牌“高压危险，请勿靠近！”亮。
试验结束后，继电器j1复归，触点j1_1断开，但触发器仍保持u1a输出高电平、声光报警系统继续工作的状态，提醒操作人员试验装置仍有高压残留电荷。
在操作人员拿起放电接地杆对试验设备放电时，j2_1触点闭合，触发器翻转，声光报警系统停止工作。
红外侦测：
红外侦测系统是高压试验进行中，有人员违规进入高压侦测区域时触发安全保护装置的电路，它用红外发射、接收管对高压区域进行布防，当电路当接收到移动的人体反射的红外光时，保护装置及时切断试验电源中止试验，避免人员受高压触电伤害。
红外光线发射电路：u1(lm55cm)的r1、r2、c1组成多谐振荡器，其振荡频率f由r1、r2、c1的值决定，f＝1.43/[(r1+2r2)c1]＝1.43/[(220+2*1800)*10-8]＝37.4khz，振荡信号经u1内部放大驱动从out脚送出方波型号，经限流电阻r3送到红外线发射管(ir)led，u3将电能转换成人眼不可见的近红外光辐射出去，实际使用中用多只红外发射管并联增加发射功率。
红外光线接收电路：接收器部分由红外线接收模块u4、555单稳触发器u2和led指示器组成。红外线接收模块使用西门子公司的sfh5110-38，电容c3滤掉红外热背景，能有效防止红外干扰。根据收到的红外信号，u4触发导通，并在接收红外信号周期内维持导通。在u2电路被触发后，通过u2第3脚向主机保护控制电路送出高电平，此电平信号在试验通电开始升压后将触发保护动作切断试验设备电源(见保护控制电路部分说明)。当信号中断时，单稳电路u2在一段时间后关闭，具体时间由定时元件r4和c4确定(t＝1.1r7×c6)。因此，若r7＝270kω，c6：100μf，则单稳周期约为30秒。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。