专利名称：预防带地线合闸报警装置的制作方法
技术领域：
本实用新型为一种临时挂接地线的安全防护装置，属于防预报警装置。
目前，在维修或工作现场常常需要临时接地线，也叫临时接地封线，是指在电力生产现场检修设备时为了防止停电设备突然来电或者可能产生的感应电压及被检修设备与电源断开后剩余电荷对检修人员的伤害，将检修设备输入的三相电源短路并接地所采用的设备。是保护检修人员人身安全的重要措施，也是倒闸操作任务中的重要步骤。随着经济的发展，用电负荷也急剧增长，电力生产现场的控制设备也相应增多，检修任务成比例的增加，接地封线的使用频率也随之增加，可随之而来的带地线合闸事故也频频发生。目前电力系统一直在使用的临时接地线组由于缺乏有效的监测管理装置，现场操作人员稍有疏忽就会造成大事故，接地线的误操作不仅会造成人员的伤亡，设备损坏而且还会给电网的安全运行生产带来经济上的巨大损失。
本实用新型的目的是设计一种预防带地线合闸报警装置，其结构合理，对地线的使用进行严格管理，防止发生重大事故，使电力系统的运行更加安全。
本实用新型所设计的预防带地线合闸报警装置主要由地线架、控制器及地线状态指示器构成，地线控制架由架身、挂钩及地线状态信号采集器组成，地线状态信号采集器位于架身内，挂钩位于架身表面，其挂钩一端与地线状态信号采集器连接，另一端用于置放地线；控制器及地线状态指示器安装于主控室内，地线状态指示器与控制器连接。
本实用新型所设计的预防带地线合闸报警装置中，地线状态信号采集器的电路部分包括微处理器(D1)、地线状态检测器、复位及时钟电路、低压电力线载波传输模块(N1)和电源电路，微处理器为地线状态信号采集器电路中的核心部分；电源电路用于提供地线状态信号采集器中各部分的工作电源，电源电路中由变压器(T1)、整流器(E1、E2)、稳压器(N2、N3)、二极管(V3)、电容(C3～C10)、电阻(R7～R11)及选档开关(K)连接组成；地线状态检测器与微处理器(D1)及电源电路连接，地线状态检测器由传感开关(S1～S24)、接线接口(X1～X4)、上拉电阻(R1～R3)对应串接构成；低压电力线载波传输模块(N1)与微处理器(D1)相连接，复位及时钟电路由复位电路模块(D2)、复位键(S25)、电阻(R5、R6)、三极管(V1)、发光二极管(V2)、电容(C1、C2)、晶振(B1)连接形成，复位模块(D2)通过相关的连接线路与微处理器(D1)、低压电力线载波传输模块(N1)及地线状态检测器连接。
本实用新型所设计的预防带地线合闸报警装置中的控制器的控制电路由单片机(D4)、电源电路、载波传输模块(N13)、复位及时钟电路、显示驱动电路构成，单片机(D4)为控制器中接收处理信号的核心；电源电路由变压器(T1)、整流器(E21、E22)、稳压器(N22、N23、N24)、二极管(V26)、电容(C23～C30)、电阻(R27～R31)及选档开关(K2)连接组成，电源电路提供控制器各部分工作电源；用于接收信号的载波模块(N13)与单片机(D4)连接；复位及时钟电路由复位电路模块(D3)、发光二极管(V22)、三极管(V23)、电阻(R21、R22)、复位键(K3)、电容(C21、C22、C31)及晶振(B2)连接形成，复位及时钟电路分别与载波传输模块(N13)、单片机(D4)及驱动显示电路连接，以配合单片机(D4)接收及处理信号；显示驱动电路由驱动芯片(G3～G8)、电阻(R23、R24、R26)及接口(X22、X23)连接形成，接口(X22、X23)用于与地线状态指示器连接。
为方便观察，本实用新型所设计的预防带地线合闸报警装置中还安装有光字牌。
为加强报警效果，本实用新型所设计的预防带地线合闸报警装置中还安装有语音提示器。
为保证信号传递的稳定性，本实用新型所设计的预防带地线合闸报警装置中还安装有线路耦合器，线路耦合器与控制器相连接。
在本实用新型所设计的预防带地线合闸报警装置的控制器的控制电路中还带有语音控制电路，语音控制电路包括语音芯片(D9)、功率放大器(N26)、电容(C33)及扬声器(B20)连接构成，语音控制电路与单片机(D4)连接。
本实用新型所设计的预防带地线合闸报警装置的控制器的控制电路中还带有光字牌显示控制电路，它由电阻(R22、R26、R32)、三极管(V21)、发光二极管(V25)、二极管(V24)及继电器(K21)、插口(X24)连接组成。
本实用新型所设计的预防带地线合闸报警装置中的地线架中带有2个以上的挂钩。
本实用新型所设计的预防带地线合闸报警装置中的地线状态指示器由发光二极管构成。
本实用新型所设计的预防带地线合闸报警装置在应用时，一般情况下，地线均挂在地线架的挂钩上，严格进行管理。当需要时，地线临时离开地线架时，挂钩相当一传感器，向地线架身内的地线状态信号采集器中的微处理器(D1)发出一电位信号，微处理器(D1)收到信号经过判断为有效信号后，将该地线位置的状态进行编码并向低压电力线载波传输模块(N1)发出经过编码后的位置信号及发送控制信号，低压电力载波传输模块(N1)在这些信号的作用下以移频键控的方式再将位置信号发送到低压电力线上。在地线状态信号采集器工作过程中，电路中的复位及时钟电路提供复位及时钟信号，电源电路向整个装置提供电源。而在主控室内的控制器中的载波传输模块(N13)接收到从地线架端发出的信号后，经检波还原后输出编码脉冲送给单片机(D4)，经单片机(D4)处理后的信号被送到相应的显示器接口以驱动相应的地线状态指示器，显示地线的工作状态。若该装置中连接有光字牌或语音提示器，则信号同时被送到光字牌显示控制电路及语音控制电路，使光字牌显示“地线未回归”或“地线未拆除”等字样，语音加以提示。
本实用新型所设计的预防带地线合闸报警装置的优点是1．加强对地线临时接线较为标准和准确的管理，降低事故隐患；2．保证电网安全、正常运行，减少不必要的经济损失。
本实用新型所设计的预防带地线合闸报警装置主要用于电力系统中。
图1是本实用新型所设计的预防带地线合闸报警装置中的地线架的结构图。
图2是本实用新型所设计的预防带地线合闸报警装置的各部分连接方框示意图。
图3是图1中地线状态信号采集器的电路原理图。
图4是图2中控制器的电路原理图。
下面根据附图结合具体实施例对本实用新型所设计的预防带地线合闸报警装置的结构及实施方式作进一步说明。
实施例如图1、2所示的预防带地线合闸报警装置，主要由地线架1、控制器2、地线状态指示器3及线路耦合器4构成。地线架1如图1所示，其中A图为主视图，B图为侧视图，地线架1主要由架身5、挂钩6及地线状态信号采集器7组成，挂钩6有六个，可挂六组地线，地线状态信号采集器7安装于架身5的上方。控制器2及地线状态指示器3安装于电力监控的主控室内，地线状态指示器3、线路耦合器4与控制器2连接安装。控制器2上还安装有语音提示装置及光字牌。地线状态信号采集器3的电路原理图如图3所示，其主要功能是采集地线是否挂在挂钩6上的信号，然后将该信号发送至低压电力线上。地线状态信号采集器7的电路由微处理器D1、地线状态检测器、复位及时钟电路、低压电力线载波传输模块N1和电源电路构成，微处理器D1为地线状态信号采集器电路中的核心，用于控制采集及发送信号，电源电路用于提供地线状态信号采集器中各部分的工作电源，电源电路中由变压器T1、整流器E1、E2、稳压器N2、N3、二极管V3、电容Ca～C10、电阻R7～R11及选档开关K连接组成；地线状态检测器与微处理器D1及电源电路连接，地线状态检测器由传感开关S1～S24、接线接口X1～X4、上拉电阻R1～R3对应串接构成；低压电力线载波传输模块N1与微处理器D1相连接，复位及时钟电路由复位电路模块D2、复位键S25、电阻R5、R6、三极管V1、发光二极管V2、电容C1、C2及晶振B1连接形成，复位模块D2通过相关的连接线路与微处理器D1、低压电力线载波传输模块N1及地线状态检测器连接。电路中由接口X6、开关S26、保险F1及过压保护单元R12组成接口电路。挂钩6即地线状态检测器中的传感开关S1～S6。当地线较多时，可将另外多个挂钩连接在同一地线状态信号采集器7中，地线状态信号采集器最多可接48个挂钩。
控制器2是该装置的核心部分，主要用于接收低压电力线上的地线状态信号，并传递给与控制器2连接的地线状态指示器3，光字牌及语音装置。控制器2的电路原理图如图4所示，主要由单片机D4、电源电路、载波传输模块N13、复位及时钟电路、显示驱动电路、语音控制电路、光字牌显示控制电路构成，单片机D4为控制器中接收处理、信号的核心；电源电路由变压器T2、整流器E21、E22、稳压器N22、N23、N24、二极管V26、电容C23～C30、电阻R27～R31及选档开关K2连接组成，电源电路提供控制器各部分工作电源；用于接收信号的载波传输模块N13与单片机D4连接；复位及时钟电路由复位电路模块D3、发光二极管V22、三极管V23、电阻R21、R22、复位键K3、电容C21、C22、C31及晶振B2连接形成，复位及时钟电路分别与载波传输模块N13、单片机D4及驱动显示电路连接，以配合单片机D4接收及处理信号；显示驱动电路由驱动芯片G3～G8、电阻R23、R24、R25及接口X22、X23连接形成，接口X22x、X23用于与地线状态指示器连接。语音控制电路包括语音芯片(D9)、功率放大器N26、电容C33及扬声器B20连接构成，语音控制电路与单片机D4连接。光字牌显示控制电路由电阻R22、R26R32、三极管V21、发光二极管V25、二极管V24及继电器K21、插口X24连接组成，由单片机D4控制显示。该控制电路中由接口X21、开关S27、保险F2及过压保护单元R14组成接口电路。
该预防带地线合闸报警装置的工作原理如下(1)．地线架工作原理接通电源后复位电路D2向微处理器D1发出复位信号，微处理器D1复位，检测地线传感开关的状态，并将检测结果送到微处理器D1内寄存器，当收到由控制器发来的查询信号向微处理器D1向载波传输模块N1发出驱动信号，载波传输模块N1以移频键控的方式将信号发送到低压电力线上传送给控制器，使控制器接收地线状态。(2)．控制器的工作原理接通电源后单片机D4复位，然后通过载波传输模块N13发出查询信号给地线架，在收到地线架1送回的地线状态信号后对信号进行处理，并驱动地线状态指示器的驱动芯片G3-G8及通过R22电阻使三极管V21导通使继电器K21吸合给光字牌供电使光字牌和地线状态指示器发出告警信号，并驱动语音报警芯片D9向控制室值班人员发出灯光信号给及语音告警信号，以提示临时地线的工作状态。(3)．地线状态指示器3，通过连接接口X22、X23与控制器2连接。它由多个大直径的双色发光二极管组成，每个管的位置与地线架上的挂钩6一一对应，当地线投入运行时与之对应的发光二极管将被点亮，指示该组地线正在运行。(4)．线路耦合器4由于在该装置中地线架1与控制器2之间的通信是通过低压电力线进行的，如果地线架1与控制器2的电源未接到同一相线上时可能会造成通信信号的衰减过大使系统不能正常工作，故在控制器2前端的三相电源线上加装一个线路耦合器4，低压电力线上的信号经线路耦合器4传输后再传入控制器2中，以保证通信的畅通及准确判断。(5)．光字牌该装置中的光字牌的用途是用来向主控室的值班人员指示临时地线的工作状态的。光字牌通过插口X24与控制器2连接。当地线架上的某一组或几组地线投入运行时，安装于控制器2中的光字牌驱动电路工作，输出驱动信号，光字牌将被点亮，显示“地线未拆除”或“地线未回归”字样，当所有地线全部回位后灯光熄灭。
由上述可看出该预防带地线合闸报警装置主要用于电力系统检修或处理故障时，针对在变电设备区停电设备上所挂接的临时地线组，通过监测、报警、显示等有序的管理以保护工作人员及设备的安全。临时接地线是电力系统检修人员的生命线，在电力系统运行检修过程中的重要性是可想而知的。本装置中的控制器2和地线架1是在不破坏原地线组的基础上采用低压电力线载波传输方式把从地线架1上送来的地线状态信号驱动地线状态指示器3及光字牌和语音报警装置向值班人员发出可见可闻的告警信号，以提示临时地线设备的状态。该控制器2通常安装在主控室信号模拟屏的上边，通过信号电缆与地线状态指示器3及光字牌相连，在临时地线操作期间，地线的操作状态始终处于控制器2的监视之下，只有当临时地线完全拆除并完全放入地线管理架内时该地线组的告警信号才会解除。因此可以完全防止由于工作人员的疏忽而造成的地线误操作事故。对于主控室值班人员来说还可以将信号通过控制器2与模拟屏连接在模拟屏上显示，通过模拟屏显示的地线状态信号来判断现场有无临时地线在操作，以达到防止带地线合闸事故的发生从而保证电网运行的安全。
权利要求1．一种预防带地线合闸报警装置，其特征是主要由地线架、控制器及地线状态指示器构成，地线控制架由架身、挂钩及地线状态信号采集器组成，地线状态信号采集器位于架身内，挂钩位于架身表面，其挂钩一端与地线状态信号采集器连接，另一端用于置放地线；控制器及地线状态指示器安装于主控室内，地线状态指示器与控制器连接。
2．根据权利要求1所述的预防带地线合闸报警装置，其特征还在于地线状态信号采集器的电路部分包括微处理器(D1)、地线状态检测器、复位及时钟电路、低压电力线载波传输模块(N1)和电源电路，微处理器为地线状态信号采集器电路中的核心部分；电源电路用于提供地线状态信号采集器中各部分的工作电源，电源电路中由变压器(T1)、整流器(E1、E2)、稳压器(N2、N3)、二极管(V3)、电容(C3～C10)、电阻(R7～R11)及选档开关(K)连接组成；地线状态检测器与微处理器(D1)及电源电路连接，地线状态检测器由传感开关(S1～S24)、接线接口(X1～X4)、上拉电阻(R1～R3)对应串接构成；低压电力线载波传输模块(N1)与微处理器(D1)相连接，复位及时钟电路由复位电路模块(D2)、复位键(S25)、电阻(R5、R6)、三极管(V1)、发光二极管(V2)、电容(C1、C2)、晶振(B1)连接形成，复位模块(D2)通过相关的连接线路与微处理器(D1)、低压电力线载波传输模块(N1)及地线状态检测器连接。
3．根据权利要求1所述的预防带地线合闸报警装置，其特征还在于控制器的控制电路由单片机(D4)、电源电路、载波传输模块(N13)、复位及时钟电路、显示驱动电路构成，单片机(D4)为控制器中接收处理信号的核心；电源电路由变压器(T2)、整流器(E21、E22)、稳压器(N22、N23、N24)、二极管(V26)、电容(C23～C30)、电阻(R27～R31)及选档开关(K2)连接组成，电源电路提供控制器各部分工作电源；用于接收信号的载波模块(N13)与单片机(D4)连接；复位及时钟电路由复位电路模块(D3)、发光二极管(V22)、三极管(V23)、电阻(R21、R22)、复位键(K3)、电容(C21、C22、C31)及晶振(B2)连接形成，复位及时钟电路分别与载波传输模块(N13)、单片机(D4)及驱动显示电路连接，以配合单片机(D4)接收及处理信号；显示驱动电路由驱动芯片(G3～G8)、电阻(R23、R24、R25)及接口(X22、X23)连接形成，接口(X22、X23)用于与地线状态指示器连接。
4．根据权利要求1所述的预防带地线合闸报警装置，其特征还在于还安装有光字牌。
5．根据权利要求1所述的预防带地线合闸报警装置，其特征还在于还安装有语音提示器。
6．根据权利要求1所述的预防带地线合闸报警装置，其特征还在于还安装有线路耦合器，线路耦合器与控制器相连接。
7．根据权利要求1所述的预防带地线合闸报警装置，其特征还在于控制器的控制电路中还带有语音控制电路，语音控制电路包括语音芯片(D9)、功率放大器(N26)、电容(C33)及扬声器(B20)连接构成，语音控制电路与单片机(D4)连接。
8．根据权利要求1所述的预防带地线合闸报警装置，其特征还在于控制器的控制电路中还带有光字牌显示控制电路，它由电阻(R22、R26、R32)、三极管(V21)、发光二极管(V25)、二极管(V24)及继电器(K21)、插口(X24)连接组成。
9．根据权利要求1所述的预防带地线合闸报警装置，其特征还在于地线架中带有2个以上的挂钩。
10．根据权利要求1所述的预防带地线合闸报警装置，其特征还在于地线状态指示器由发光二极管构成。
专利摘要本实用新型为一种临时挂接地线的安全防护装置,属于防预报警装置。它主要由地线架、控制器及地线状态指示器构成,地线控制架由架身、挂钩及地线状态信号采集器组成,地线状态信号采集器位于架身内,挂钩位于架身表面,其挂钩一端与信号采集器连接,另一端用于置放地线；控制器及地线状态指示器安装于主控室内,地线状态指示器与控制器连接。本实用新型结构合理,加强对地线临时接线较为标准和准确的管理,降低事故隐患。
文档编号H01R4/66GK2454914SQ00262079
公开日2001年10月17日 申请日期2000年11月17日 优先权日2000年11月17日
发明者刘尚国 申请人:刘尚国