特高压近电预警装置的制作方法

1.本实用新型属于高压线路检修装置，具体为一种特高近电预警装置。


背景技术：

2.随着科技的发展，高电压大容量的超高压输电线路逐步普及，甚至出现许多750kv以上的特高压线路。而在超高压/特高压输电线路的故障检修中，由于超高压特高压线路的特殊性，通常是不允许停电的，所以检修人员都是在线路带电运行的情况下进行消缺排故。大多的触电或击伤事故，都是检修人员的不小心进入超高压或特高压电场的不安全距离情况下造成。而现有的设备尤其针对超高压、特高压，无法做出有效的预警。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提供一种特高压近电预警装置，能够在检修人员到达不安全的距离前，可靠的为检修人员提出预警。
4.本实用新型所采用的技术方案是：一种特高压近电预警装置，其特征在于：包括安装在壳体内的近电预警电路，近电预警电路连接有压电蜂鸣器、外接天线、波段开关以及纽扣电池；所述近电预警电路包括预警芯片、档位选择电阻、输入电阻、滤波电阻和滤波电容、报警驱动电阻、三极管、感应器、压电蜂鸣器以及电源；预警芯片与波段开关、档位选择电阻组连接用于选择感应档位；预警芯片与外接天线、输入电阻组成感应电路，用于形成波段开关所选档位的感应电压；预警芯片与滤波电阻和滤波电容组成检测电路，用于放大过滤感应电压产生检测电压，并将检测电压与预警芯片自身的基准电压进行比较检测；预警芯片与三极管、感应器以及压电蜂鸣器组成报警电路，用于通过声音发出警报。
5.进一步，所述输入电阻包括感应输入滤波电阻和感应输入电阻；波段开关包括一个基准引脚、1个断路选择引脚和5个电压选择引脚，档位选择电阻为5个阻值不同的电阻，阻值的大小与电压选择的档位对应；5个电压选择引脚分别连接对应的一个档位选择电阻的一端，挡位选择电阻的另一端与预警芯片的灵敏度电压输入引脚连接，在该线路上还分别连接有感应输入电阻的另一端、感应输入滤波电阻的一端、滤波电容的一端和挡位滤波电容的一端；感应输入滤波电阻的另一端分别与外接天线和预警芯片的天线输入引脚连接；滤波电容和挡位滤波电容的另一端分别接地；滤波电容上并联有滤波电阻，挡位分压电阻的两端分别与预警芯片的连接灵敏度电压输入引脚和稳压基准输出引脚；报警驱动电阻的一端与语音输出引脚连接，另一端与三极管连接，三极管的集电极与电感器的一端连接，电感器的另一端与预警芯片的电源引脚连接，还通过开关与纽扣电源连接，电感器上并联有压电蜂鸣器hd。
6.进一步，所述波段开关的5个电压选择引脚分别对应220v、330kv、500kv、750kv、1000kv；所述档位选择电阻的阻值分别对应10kω、330kω、560kω、1mω、3mω。
7.进一步，所述感应输入滤波电阻的阻值为10ω；感应输入电阻的阻值为20mω；挡位分压电阻的阻值为470kω；滤波电阻的阻值为5.1mω。
8.进一步，所述预警芯片的型号为jw0858。
9.进一步，所述三极管的型号为s9014，纽扣电池提供的电压为3v。
10.本实用新型的有益效果是：本实用新型设计了近电预警电路，在检修人员进入高压、特高压电场的不安全距离时，可通过电路进行感应、检测、报警，为检修人员提供安全保障。
附图说明
11.图1是本实用新型整体结构示意图。
12.图2是本实用新型的内部结构示意图。
13.图3是本实用新型中近电预警电路原理图。
14.图4是本实用新型中750kv挡位的近电预警电路原理图。
15.图中：1、壳体，2、纽扣电池，3、近电预警电路，4、蜂鸣器，5、外接天线，6波段开关。
具体实施方式
16.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
17.如图1所示，一种特高压近电预警装置，包括安装在壳体1内的近电预警电路3，近电预警电路3连接有蜂鸣器4、外接天线5、波段开关6以及纽扣电池2。波段开关6包括五个挡位，分别对应220v、330kv、500kv、750kv、1000kv。
18.如图3所示，近电预警电路包括预警芯片u1，型号为jw0858，感应频率范围47～300hz，内置rc振荡器，产生的音频基频频率为4096hz；电感器l；压电蜂鸣器hd；三极管q，型号为s9014； 波段开关k1和k2；纽扣电池bat，型号为cr2032，电压为3v；感应输入滤波电阻r0；感应输入电阻r1；报警驱动电阻r2；挡位选择电阻r3、r4、r5、r6、r7；挡位分压电阻r8；滤波电阻r9；滤波电容c1；挡位滤波电容c2；电源退耦电容c3。
19.感应输入滤波电阻r0的电阻为10ω；感应输入电阻r1的电阻为20mω；报警驱动电阻r2的电阻为3.6kω；挡位选择电阻r3的电阻为10kω；挡位选择电阻r4的电阻为330kω；挡位选择电阻r5的电阻为560kω；挡位选择电阻r6的电阻为1mω；挡位选择电阻r7的电阻为3mω；挡位分压电阻r8的电阻为470kω；滤波电阻r9的电阻为5.1mω。
20.波段开关k1和k2的分别包括一个基准引脚和6个选择引脚，6个选择引脚分别对应断路off、220v、330kv、500kv、750kv、1000kv。其中，波段开关k1 220v的引脚连接挡位选择电阻r3的一端、330kv的选择引脚连接挡位选择电阻r4的一端、500kv的选择引脚连接挡位选择电阻r5的一端、750kv的选择引脚连接挡位选择电阻r6的一端、1000kv的选择引脚连接挡位选择电阻r7的一端。挡位选择电阻r3、r4、r5、r6、r7的另一端与预警芯片u1的灵敏度电压输入引脚vin连接，在该线路上还分别连接有感应输入电阻r1的另一端、感应输入滤波电阻r0的一端、滤波电容c1的一端和挡位滤波电容c2的一端。感应输入滤波电阻r0的另一端分别与天线tx和预警芯片u1的天线输入引脚tin连接。滤波电容c1和挡位滤波电容c2的另一端分别接地。滤波电容c1上并联有滤波电阻r9。挡位分压电阻r8的两端分别与预警芯片u1的连接灵敏度电压输入引脚vin和稳压基准输出引脚vref。报警驱动电阻r2的一端与语音输出引脚qout连接，另一端与三极管q连接。三极管q的集电极与电感器l的一端连接，电
感器l的另一端与预警芯片电源引脚vdd连接，还通过波段开关k2与纽扣电池bat连接。电感器l上并联有压电蜂鸣器hd。纽扣电池bat上并联有电源退耦电容c3。
21.在本实用新型的工作原理是：电路以220v电压等级为基准输入，在预警芯片u1内部产生直流基准电压。基准电压经过分压产生不同的挡位自检电压。输入级感应到电场并产生电压，经过预警芯片u1内部放大、数字滤波检出50hz电网信号、经过检波后产生直流检测电压。直流检测电压与直流基准电压相比较：如果小于基准电压，则预警芯片u1内部比较器输出低电平，报警输出qout输出低电平，不报警；如果直流检测电压大于等于直流基准电压，则内部比较器输出高电平信号， qout输出调制的报警正脉冲串，驱动三极管q，其电感器l上产生较高的脉冲电压使并联的压电蜂鸣器hd发出报警声,即音调报警。预警芯片u1内部振荡器产生的4096hz音频基频信号经过26分频产生64hz、210分频产生4hz频率信号。64hz频率信号有2个用途：自检时作为自检信号；测量时用于数字滤波检出50/60hz工频信号。4096hz/4hz调制频率作为报警信号频率源。
22.根据所处电压等级，将波段开关调整至对应的挡位，可以对检修人员是否处于安全距离做出警报。现以750kv特高压等级作为输入，对本实用新型的工作原理做进一步说明：
23.波段开关k1和k2置于“off”时，挡位选择电阻r6对应的选择引脚与基准引脚分离。纽扣电池bat的正端未接通到预警芯片1的预警芯片电源引脚vdd，整个电路不工作。
24.如图4所示，波段开关k1和k2调至750kv挡时，电路首先开始自检。稳压输出引脚vref与挡位选择电阻r6、挡位分压电阻r8组成的分压电路，产生灵敏度电压。灵敏度电压从预警芯片u1的灵敏度电压输入引脚vin2输入经过放大、滤波后产生直流自检电压，与直流基准电压相比较。当直流自检电压大于等于基准电压时，预警芯片u1内部的比较器输出高电平，去触发报警器，产生3串4khz/4hz报警脉冲，从报警输出引脚qout输出，经过三极管q放大后在电感器l上产生高压脉冲，激发并联的压电蜂鸣器hd发出“嘀”—“嘀”—“嘀”—3声自检声，说明电路工作正常，可以使用。
25.自检电路是一个暂态电路，自检通过后会自动复位。预警芯片u1内部的比较器因失去直流自检电压而输出低电平，报警器停止报警。
26.自检通过后，就可以在该750kv的挡位进行测量预警了。当天线感应到架空线周围电场时，在感应输入滤波电阻r0、感应输入电阻r1、挡位选择电阻r6串联组成的输入电阻上形成感应电压。由感应输入滤波电阻r0与滤波电容c1、滤波电阻r9经预警芯片u1感应、放大、检波、滤波后产生直流测量电压，与基准电压相比较。当直流测量电压大于等于基准电压时，预警芯片u1输出高电平，去触发报警器，产生连续的4khz/4hz报警脉冲，从报警输出引脚qout输出，经过三极管q放大后在电感器l上产生高压脉冲，激发并联的压电蜂鸣器hd发出连续的“嘀”—报警声，说明感应天线在规定的测量距离感应到了750kv电压，须引起安全警觉。
27.由电路原理图可知，除750kv外，近电报警器挡位对应的其他电压等级220v、330kv、500kv、1000kv的工作过程相同。
28.本实用新型可以设置在检修人员佩戴的高压线路安全带上，便于检修人员拿取和获取警报。
29.本实用新型的使用方法：
30.1、使用前检查是否有电、是否可靠。具体方法是：打开开关，将其置于220v档位，如蜂鸣器发出“嘟”、“嘟
”ꢀ
、“嘟”几声鸣响，证明有电；发出几声鸣响后，近电预警不再发出声音，然后将其靠近220v线路附近（5-10mm距离），会再次发出“嘟”、“嘟
”ꢀ
、“嘟
”……
鸣响，说明近电预警器正常。如放置于220v档位不发出鸣叫声，或鸣响声不停，靠近220v线路不鸣响，说明近本实用新型需要更换电池。
31.2、当近电预警装置状态正常，将近电预警装置的波挡开关调至对应的电压，并将其放置在安全带的安放袋内，即可开始高压输电线路上的检修工作。期间，近电预警装置随时处于感应电压的状态。
32.3、工作结束，关掉近电预警器开关即可。
33.本实用新型结构紧凑合理，使用方便，表现在：
34.1、结构简单、轻巧，近电预警可以根据需要选择装在全方位安全带，方便携带。
35.2、使用很便捷，使用时可根据不同电压的超高压特高压线路，选择不同的工作挡位。
36.3、安全距离精度高，误差小，可靠度高。
37.4、在检修人员的工作时间内，近电预警器随时检测监控，减少了人为疏忽造成的意外。