电力间隔开关柜防误入监测装置的制作方法

本实用新型涉及电力安全领域。

背景技术：

在电力系统的安全事故中误入间隔造成人身伤亡事件时有发生，究其原因主要有以下两方面因素：

1、人为因素:在工作中安全责任心不强，思想注意力分散，且在操作中或工作中监护不到位，或未严格按照安全技术规范进行操作或工作；

2、设备因素:设备标示不清、设备无可靠闭锁、无安全警示及可靠的隔离措施。

要防止严重误操作事故及误入带电间隔的发生,除了抓好检修、运行人员的安全思想教育、加强安全技术业务培训及加强运行操作及检修工作中的监护外, 还应从检查设备的硬件防范措施着手。如检查设备的防止误操作、防误入带电间隔措施是否完善等。目前电力间隔开关柜防误入的方式仅能通过加强人员意识方面着手，缺少一种能够主动进行提醒，提高设备运行安全的装置。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是实现一种能够防止人员误入变电站间隔开关柜的装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：电力间隔开关柜防误入监测装置，装置包括主控单元、红外人体检测单元、无线数据传输单元、电场强度检测单元和开门检测单元；

所述红外人体检测单元安装在间隔开关柜内，采集间隔开关柜柜门处人体红外信号，并输出所采集的信号至主控单元；

所述无线数据传输单元与主控单元通信，并将报警信号发送至报警系统；

所述电场强度检测单元安装在间隔开关柜内，采集间隔开关柜内电场强度信号，并输出所采集的电场强度信号至主控单元；

所述开门检测单元安装在间隔开关柜的柜体和柜门接合处，采集柜门开关状态信号，并输出所采集的开关状态信号至主控单元。

装置还设有检修标志检测单元，所述检修标志检测单元间隔开关柜的柜门上是否放置检修标志，并输出所检测的信号至主控单元。

所述报警系统安装在间隔开关柜的柜体外，所述报警系统包括扬声器和/或显示屏。

所述主控单元由STC12C5A60S2和外围时钟电路构成。

所述红外人体检测传感器为D203S红外热释电人体检测传感器，所述红外人体检测传感器信号处理采用EG4002芯片。

所述无线数据传输单元采用SI4432作为通讯芯片，所述SI4432通过SPI 通讯接口与主控单元通讯、通过SDO与主控单元的P3.6相连接，通过SDI与主控单元的P3.5相连接、通过SCLK与主控的P3.4相连接、通过SDN与主控单元的P3.1相连接，通过SI4432，NIRO与主控单元的P3.2相连接。

所述电场检测采用GM3120传感器，所述GM3120传感器输出的模拟电压信号接入到主控单元ADC4引脚。

本实用新型结合传感器网络、网络通信等技术，构成了一套变电站间隔防误入预警系统，在操作人员误入带电间隔前，给出声、光预警提示，同时系统可以扩展到远程短信预警，提高了电力系统运行维护工作的安全性。

附图说明

下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：

图1为电力间隔开关柜防误入监测装置框图；

图2为主控单元示意图；

具体实施方式

如图1所示，电力间隔开关柜防误入监测装置由主控单元、红外人体检测单元、无线数据传输单元、电场强度检测单元、开门检测单元、检修标志检测单元组成。

主控单元实现各功能的协调与控制，实现与对红外人体检测、开关柜门状态检测和检修标志检测的控制，并实现与报警系统的实时通讯。

红外人体检测单元主要用来检测在开关柜箱门被打开之后，是否人员在开关柜箱门周围活动，当开关柜内带电、且红外人体检测单元检测到有人员活动时，系统会向报警形同发送报警信息。

无线数据传输单元把报警指令发送到报警系统，报警系统根据接收到的监测仪发送的指令进行报警。

电场强度检测单元主要用来实现对开关柜内电场强度进行检测。

开门检测单元主要实现对开关柜箱门开启状态进行检测，判断箱门是否处于开启状态。

检修标志检测单元用来检测开关柜箱门上是否放置检修标志，只有箱门上放置检修标志情况下，开关柜才允许被检修，否则，禁止操作开关柜。

如图2所示，主控单元由STC12C5A60S2和外围时钟电路构成，主要完成对系统各单元的协调与控制。C9与R7为主控单元复位电路，C6、C7为主控单元电源输入端滤波电容，Y1、C23、C24组成主控单元时钟电路。

红外人体检测传感器为D203S红外热释电人体检测传感器，信号处理采用EG4002芯片。D203S输出的检测信号接入到运放的反相输入端，使第一级运放工作于反相比例放大状态，第一级增益参数是由R2和R3进行设定，绝对增益为A1＝R3/R2，第一级运放增益A1＝R4/R8，第二级A2增益为固定30倍，总体增益为A＝A1*A2，用户可以根据红外热释电探头特性适当调节A1的增益改变探测的距离，C10为隔直电容，C8为高频抗干扰滤波电容。

EG4002工作频率是通过R11和C13进行设定，电阻单位为K,电容单位为 nF,Tosc单位为uS,频率f＝1/Tosc确定例如，可以采用以下实施方式： R11＝100K,C13＝1nF时，对应的工作周期为T＝0.4*100*1*1.25＝50uS,振荡器频率为f＝1/T＝20KHz。选择上拉电阻R11时，需大于100K以上的电阻。

EG4002信号输出端通过限流电阻R6与主控单元P1.5相连，实现对人员活动信号的监测，EG4002的A引脚通过上拉电阻R10与主控单元的P1.6引脚相连，实现对EG4002触发方式的控制，EG4002的VC引脚通过上拉电阻R12与主控单元P1.7引脚相连，实现对EG4002芯片的使能控制。

无线数据传输单元采用SI4432作为通讯芯片，SI4432通过SPI通讯接口与主控单元通讯，SI4432芯片的SDO与主控单元的P3.6相连，实现指令的发送， SDI与主控的P3.5相连实现指令的接收，SCLK与主控的P3.4相连，实现时钟的传输，SDN与主控的P3.1相连，用来使能SI4432，NIRO与主控的P3.2相连，当无线单元接收数据完成后，会在此管脚产生一个中断信号，通知主控单元对无线单元接收的数据进行处理，主控单元通过GPIO0～GPIO2切换天线的收发状态，从而实现收发数据的顺利实现。

电场检测采用GM3120传感器，传感器输出为0～5V模拟信号，通过ADC转换为相应的数字信号，并通过查表方式计算出对应电场强度值。JP2为电场检测传感器接口，传感器输出的模拟电压信号接入到主控单元ADC4引脚进行处理。

开门检测单元主要实现对开关柜箱门开启状态进行检测，判断箱门是否处于开启状态。传感器输出引脚1通过上拉电阻R5和滤波电容C12之后与主控单元的P2.6引脚相连。检修标志检测单元用来检测开关柜箱门上是否放置检修标志，只有箱门上放置检修标志情况下，开关柜才允许被检修，否则，禁止操作开关柜。传感器输出引脚3通过上拉电阻R13和滤波电容C15之后与主控单元的P2.5引脚相连。

RS485通讯单元采用MAX3485作为通信芯片，用来扩展采集通讯方式。 MAX3485的RO引脚与主控单元的RXD2引脚相连，实现数据的接收，DI引脚与主控单元的TXD2引脚相连，实现数据发送。R2为数据输出引脚A的上拉电阻， R3为数据输出引脚B的下拉电阻，C1为芯片输入电源的滤波电容。JP3为接线端子。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。