用于开关柜的非接触式高压带电显示器的制作方法

本发明涉及电力辅助设备技术领域，尤其涉及一种用于开关柜的非接触式高压带电显示器。

背景技术：

在电力领域，为了显示开关柜中进线母线、断路器、主变等高压电气设备是否带电以防止电气误操作，必须配备高压带电显示器，用于向运检人员提供高压电气设备被检测处主回路电压状态的信息。当高压电气设备带有运行电压时，带电显示器发出闪光，提醒人们注意开关柜内的高压电气设备通有运行电压，高压电气设备不带电时则无指示。

目前，大多数带电显示器都是接触式的，常用氖灯作为显示元件，故障率高、寿命短、效果差，带电显示器的高压传感器直接与高压电气设备连接，采用电容分压获得二次电压。由于沿海地区的湿度、盐度较高，粉尘会粘附在高压传感器的表面。一旦粘附的粉尘受潮，泄露电流增大，抬高电位或电压，会使带电显示器的二次回路引入高压，从而引发高压传感器电容击穿和软击穿事故。使用时，由于运检人员是直接用手按压开关获悉工况，会危及人生安全，甚至造成设备停电事故。

由于现有带电显示器的高压传感器与高压电气设备直接连接存在安全隐患，一些厂家设计并生产了非接触式高压带电显示器，对进线母线在一定距离范围内利用电磁感应原理进行信号放大，实现控制带电显示器驱动装置的目的。但是，由于空气中的温度、湿度等介质参数存在变化，会对信号检测造成干扰。再者，此种非接触式带电显示器的电场传感器需要与进线母线之间保持一定的安全距离，非接触式带电显示器的安装精度要求较高，现有的开关柜没有足够的空间用于安装此种非接触式带电显示器，若要更换现有的开关柜，则耗资巨大，不切实际。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了一种可实现非接触式触发且适用于现有变电站中开关柜的非接触式高压带电显示器。

为了实现上述技术目的，本发明提供的用于开关柜的非接触式高压带电显示器，包括供电电源、检测接头、高压指示灯，供电电源用于供电，检测接头用于与高压电气设备电连接，高压指示灯与检测接头电连接且用于指示高压电气设备是否带电，所述非接触式高压带电显示器还包括红外感应模块，供电电源向红外感应模块供电，红外感应模块通过光电耦合器电连接于高压指示灯。

优选的，所述红外感应模块电连接于高压指示灯的电路上串联设有信号放大模块和整形模块。

优选的，所述红外感应模块电连接于高压指示灯的电路上串联设有用于控制高压指示灯显示时间的延时控制模块。

优选的，所述供电电源的输出电路上串联设有第一整流模块。

优选的，所述非接触式高压带电显示器还包括电源故障检测模块和故障指示灯，电源故障检测模块电连接于供电电源且用于检测供电电源是否发生故障，故障指示灯电连接于电源故障检测模块且用于指示供电电源是否发生故障。

优选的，所述电源故障检测模块电连接于供电电源的电路上串联设有降压电阻。

优选的，所述非接触式高压带电显示器还包括蓄电池，蓄电池在供电电源出现故障时进行供电。

优选的，所述非接触式高压带电显示器还包括用于指示供电电源是否正常的电源指示灯，电源指示灯电连接于供电电源的输出电路上。

优选的，所述非接触式高压带电显示器还包括安全开关、用于控制安全开关的控制模块、用于表示安全开关所处状态的闭锁指示灯和解锁指示灯，闭锁指示灯和解锁指示灯均电连接于控制模块，闭锁指示灯电连接于红外感应模块和检测接头，控制模块电连接于检测接头。

优选的，所述闭锁指示灯电连接于检测接头的电路上设有第二整流模块，控制模块通过第二整流模块电连接于检测接头。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：

1、本发明提供的用于开关柜的非接触式高压带电显示器，对现有非接触式高压带电显示器的具体结构进行了改进，采用红外感应模块探测是否有人员靠近，实现非接触式触发高压带电显示器的目的。高压指示灯通过检测接头与高压电气设备电连接，常态下处于熄灭状态。当有人员靠近开关柜时，红外感应模块探测到信号后，光电耦合器通电，高压指示灯亮起，表明开关柜内的高压电气设备带有运行电压，提醒人员保持安全距离，避免发生安全事故。由于红外感应模块不受空气的温度、湿度等参数的影响，也无需与高压电气设备之间保持特定的安全距离，安装精度要求不高，可以广泛应用于现有的开关柜，能很好的满足实际应用。

2、通过加设的信号放大模块和整形模块对红外感应模块探测到的信号进行放大和调节，使其满足整体控制运行要求。

3、当人员离开红外感应模块的探测范围时，通过加设的延时控制模块适当的延长高压指示灯的显示时间，更好的满足警示使用要求。

4、通过加设的电源故障检测模块对供电电源进行实时的检测，当供电电源出现故障时，故障指示灯亮起，提醒检修人员及时对供电电源进行检修，以便保障高压带电显示器整体能正常运行。

5、当供电电源出现故障时，加设的蓄电池作为备用电源对带电显示器的各用电元件进行供电，使高压带电显示器整体在供电电源出现故障的情况下也能正常运行。

6、安全开关用于控制开关柜中柜门的开闭，高压电气设备带有运行电压时，控制模块使安全开关锁住柜门，当检修人员出现在红外感应模块的探测范围内时，闭锁指示灯亮起，提醒柜门处于关闭状态而无法打开。高压电气设备断电情况下，当检修人员出现在红外感应模块的探测范围内时，解锁指示灯亮起，提醒柜门处于可打开状态，检修人员可以直接打开柜门对开关柜内部的高压电气设备进行检修。通过安全开关和控制模块进一步提高检修时操作的安全性，避免发生安全事故。

附图说明

图1为本发明实施例一用于开关柜的非接触式高压带电显示器的控制原理图；

图2为本发明实施例一用于开关柜的非接触式高压带电显示器中面板部分的示意图。

图中，1-供电电源，2-检测接头，3-高压指示灯，4-红外感应模块，5-第一整流模块，6-降压模块，7-第一光电耦合器，8-信号放大模块，9-整形模块，10-延时控制模块，11-电源指示灯，12-电源故障检测模块，13-故障指示灯，14-第二光电耦合器，15-降压电阻，16-安全开关，17-控制模块，18-闭锁指示灯，19-解锁指示灯，20-第二整流模块，21-第三光电耦合器，22-第四光电耦合器，23-面板，24-窗口，25-蓄电池。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，本发明实施例一提供的用于开关柜的非接触式高压带电显示器，包括供电电源1、检测接头2、高压指示灯3，供电电源1用于向带电显示器的各用电元件进行供电，检测接头2用于与高压电气设备电连接，高压指示灯3与检测接头2电连接且用于指示高压电气设备是否带电。非接触式高压带电显示器还包括红外感应模块4，供电电源1向红外感应模块4供电，红外感应模块4通过第一光电耦合器7电连接于高压指示灯3。

高压指示灯通过检测接头与高压电气设备电连接，且常态下处于熄灭状态。当有人员靠近开关柜设备时，红外感应模块探测到信号后，光电耦合器通电，高压指示灯亮起，表明高压电气设备带有运行电压，提醒人员保持安全距离，避免发生安全事故。

本实施例中，检测接头2设有三个，分别与高压电气设备的a相、b相、c相对应。使用时，三个检测接头2分别电连接于开关柜中进线母线的三相。相应的，高压指示灯3也设有三个，与三个检测接头2一一对应电连接，且高压指示灯接地设置。为了便于区分，与a相对应的检测接头2和高压指示灯3用黄色表示，与b相对应的检测接头2和高压指示灯3用绿色表示，与c相对应的检测接头2和高压指示灯3用红色表示。优选的，高压指示灯3采用led灯。

本实施例中，供电电源1采用市电进行供电，为了使供电电流符合使用要求，供电电源1的输出电路上串联有第一整流模块5，第一整流模块用于将交流电整流成直流电。

本实施例中，红外感应模块4采用红外传感器，由于红外传感器的工作电压较小，红外感应模块4电连接于第一整流模块5的电路上串联有降压模块6，具体地，降压模块6可以采用直流降压器。

为了使红外感应模块4的探测信号能顺利触发第一光电耦合器7，红外感应模块与第一光电耦合器电连接的电路上串联设有信号放大模块8和整形模块9。利用信号放大电路8对红外感应模块4探测到的信号进行适当的转换和放大，利用整形模块9对放大后的信号进行波形限幅整形，将红外感应模块4探测的光信号转换成稳定的电流信号，从而通过第一光电耦合器7使高压指示灯3在亮起时保持稳定的指示作用。

为了满足在检修人员离开红外感应模块4的探测范围而高压指示灯3能继续提示的目的，红外感应模块4与第一光电耦合器7电连接的电路上还串联设有延时控制模块10，延时控制模块10具体位于整形模块9和第一光电耦合器7之间的电路上。本实施例中，延时控制模块10可以采用延时继电器，当检修人员离开红外感应模块4的探测范围时，延时继电器延时3s～10s后断开，从而使高压指示灯3延时3s～10s后熄灭。

为了指示供电电源1是否能正常供电，本实施例的非接触式高压带电显示器还包括用于指示供电电源1是否正常的电源指示灯11。本实施例中，电源指示灯11电接于降压模块6。

为了在供电电源1出现故障时能及时提醒检修人员，本实施例的非接触式高压带电显示器还包括电源故障检测模块12和故障指示灯13，电源故障检测模块12电连接于供电电源1的输出电路且用于检测供电电源是否发生故障，故障指示灯13电连接于电源故障检测模块12且用于指示供电电源1是否发生故障。

本实施例中，为了便于区分，电源指示灯11可以采用绿色光的灯，故障指示灯13可以采用红色光的灯。电源故障检测模块12通过第二光电耦合器14电连接于第一整流模块5的输出端，电源故障检测模块12电接于第一整流模块5的电路上还串联有降压电阻15。

为了在供电电源1出现故障时高压带电显示器整体能正常运行，本实施例的非接触式高压带电显示器还设有蓄电池25。当供电电源1出现故障时，加设的蓄电池25作为备用电源对各用电元件进行供电，使高压带电显示器整体在供电电源出现故障的情况下也能正常运行。

当本实施例的高压带电显示器用于开关柜时，为了提高检修的安全性，高压带电显示器还包括安全开关16、用于控制安全开关的控制模块17、用于表示安全开关所处状态的闭锁指示灯18和解锁指示灯19，闭锁指示灯18和解锁指示灯19均受控于控制模块17。闭锁指示灯18电连接于控制模块17，解锁指示灯19也电连接于控制模块。

本实施例中，安全开关16用于控制开关柜中柜门的开闭，可以采用现有的电磁锁。闭锁指示灯18通过第二整流模块20电连接于检测接头2，同时，闭锁指示灯18又通过第三光电耦合器21电连接于延时控制模块10。控制模块17电连接于第一整流模块5的输出端，同时，控制模块17通过第四光电耦合器22电连接于第二整流模块20，第二整流模块20接地。

结合图2，本实施例的非接触式高压带电显示器还包括外壳，外壳的一端设有面板23，高压指示灯3、电源指示灯11、故障指示灯13、闭锁指示灯18和解锁指示灯19设于该面板23上。红外感应模块4设于外壳内，面板23上设有与红外感应模块4对应的窗口24，窗口处固定有透明的玻璃。

开关柜中的高压电气设备带有运行电压情况下，当检修人员进入红外感应模块4的探测范围内时，红外感应模块4产生感应信号，第一光电耦合器7导通，高压指示灯3亮起，提醒检修人员开关柜中的高压电气设备带有运行电压。同时，第三光电耦合器21导通，闭锁指示灯18亮起，提醒检修人员开关柜的柜门处于关闭状态，无法打开。

开关柜中的高压电气设备断电的情况下，当检修人员出现在红外感应模块4的探测范围内时，高压指示灯3和闭锁指示灯18处于常态下的熄灭状态。同时，第四光电耦合器22仍处于断开状态，控制模块17根据第四光电耦合器22的断开信息向解锁指示灯19提供电流使解锁指示灯通电亮起，提醒检修人员柜门处于可打开状态，控制模块17同时切断安全开关16的电流，安全开关断电解锁，检修人员可以直接打开柜门对开关柜内的高压电气设备进行检修。

可以理解的是，检测接头2可以采用电源接线夹等合理的结构，当然，检测接头也可以采用电流传感器或电压传感器。

可以理解的是，第一整流模块5和第二整流模块20可以采用现有的整流器。

可以理解的是，降压模块6也可以采用现有技术中其他合理的降压结构。

可以理解的是，信号放大模块8可以采用现有的红外传感放大器。

可以理解的是，整形模块9可以采用现有的整流器。

可以理解的是，延时控制模块10可以采用现有技术中其他合理的延时通电结构。

可以理解的是，电源故障检测模块12可以采用现有技术中的电源故障检测电路等合理的结构。

可以理解的是，控制模块17可以采用plc控制器。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明权利要求书中所定义的范围。