专利名称：电力安全远程监防装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力辅助设施，特别涉及一种能监视电力系统电网中导电体工作状态的电力安全远程监防装置。
技术背景目前变电站、开闭所、线路、配电等电力设备发展迅速，对电力设备要求越来越高， 如开关柜的防护等级要求在IP30以上，以及为防止人生伤亡和设备事故等而加装的机械 “五防”、微机“五防”、电气“五防”等设备，故要判断导电体是否带电比较不便。基于以上情 况，如何安全方便的监视导电体的“三态”即带电状态、接地状态、高阻状态(悬空)，便成了 人们关注的问题。目前还有许多老的电力设备“五防”设施不完备，人们可以随意进入带电 设备或擅自解除“五防”设施而误入带电间隔，而造成严重的人生伤亡事故，给安全生产造 成重大隐患。
发明内容本实用新型的目的是设计一种在电力系统电网中可以在安全距离之外监测导电 体的工作状态及人体进入高压带电导体的安全范围之内时而报警的电力安全远程监防装置。本实用新型技术方案是这样实现的一种电力安全远程监防装置，其特征在于 该装置由高压交流采样模块、红外热感应模块和红外遥控收发模块三部分汇入逻辑模块， 并由逻辑模块输出给声光报警模块，直流电源回路提供各模块工作电源。它的特点是把本 装置直接安装在导电体上监视导电体的工作状态。所述高压交流采样模块依次由通过滤波电路、运算放大电路、整流放大电路和光 隔管组成，光隔管输出开关量给逻辑模块。所述红外热感应模块依次由红外热感探头、信号两级放大电路和射极跟随电路组 成，射极跟随器输出接入逻辑模块。所述红外遥控收发模块中的红外发射装置依次由石英晶体振荡电路、调制编码电 路、红外发射管组成；安装在导体上的红外接收装置，依次由红外接收探头、反相器、解码放 大电路，输出接入逻辑模块。所述红外遥控收发模块中还包括一自检通道，该自检通道输出直接触发音乐集成 模块。所述直流电源回路由蓄电池及太阳能电池组成，串联的太阳能电池输出经两二极 管后接在串联蓄电池两端，由太阳能电池提供充电电源。本实用新型具有构思独特，结构设计合理，使用时本装置直接安装在导电体上，取 得非常可靠的信号和远距离遥控验电，克服了以往由于“五防”的作用，在没有合上接地开 关之前，柜门无法开启，验电比较困难的缺点。由于验电结果非常可靠，故可作为判断电力 设备是否带电的“二元法”判据之一。本装置还配备红处热感应器与高压交流采样取得可靠信息的配合，能很好的防止人体触电伤亡事故的发生。
下面结合具体图例对本实用新型做进一步说明图1电力安全远程监防装置原理框图图2直流电源回路电路图图3高压交流采样模块电路图图4红外热感模块电路图图5红外发射装置电路图图6红外接收装置电路图图7声光报警模块电路图图8逻辑模块原理图
具体实施方式
参照图1和图2，直流电源回路由蓄电池及太阳能电池组成，串联的太阳能电池输出经两二极管后接在串联蓄电池两端，由太阳能电池提供充电电源。由于本装置安装在导电体设备上，故工作电源采用5节型号为BPY64串联而成的 太阳能电池与可反复充电的4节串联镍镉电池组合而成，输出电压4. 5V 6. 5V的电源， 使本装置不需要更换电池而始终不会断电，本电源还设置了在强光下对电池过充的保护回 路，及在弱光下电池对太阳能电池放电的保护回路。其实现原理见图2所示VD1、VD2是两个串联二极管，型号2AK10，用于防止在弱 光下，干电池向太阳能电池放电的保护回路。稳压管VZ和两个0P1、0P2光隔及电阻组成 一个在强光下对干电池过充的保护回路。当在弱光时，太阳能电池电压较低，无法击穿稳压 管(6. 2V 7. 5V)，OPl通过Rl、R3回路导通，二极管发光，使ab导通，于是将太阳能电池 组高电位的一节电池串入太阳能电池组中进行供电，当在强光下，太阳能电池组电压升高， 使稳压管击穿，0P2通过VZ、R2回路导通，二极管发光，使cd导通，短接0P1，于是ab断开， 把太阳能电池组高电位的一节电池切除。综上所述，弱光时，5节太阳能电池组全部投入供 电；强光时，只有4节太阳能电池组投入供电。这样能起到在强光下，对干电池过充的保护 作用。开关Sl-I、S1-2发光二极管LEDl起到开机与监视的作用。参照图1和图3，所述高压交流采样模块依次由通过滤波电路、运算放大电路、整 流放大电路和光隔管组成，光隔管输出开关量给逻辑模块。其中滤波电路由电容(1、电阻1 5、1 6、1 7、电容02、03组成；运算放大电路ICl为运算放大器芯片8FCT ；整流放大电路由二极管VD3和三极管VT1、VT2组成；光隔管采用两只0P1、0P2串联而成，分别输出两开关量给逻辑回路。高压设备在投入运行时，由于绝缘介质对地存在着电容电流和对地泄漏电流，本 装置主要是采样电容电流和泄漏电流信号，但此信号很弱，并有杂波，故本装置对此信号进 行滤波，放大后而输出给逻辑回路。其实现原理见图3所示由于本装置直接安装在导电体 上，来监视导电体的带电状态，电网中的导电体有许多干扰信号，如载波信号、高濒信号、电磁波信号及其他杂波信号等。特别是导电体在接地状态和高阻状态，这些信号的干扰，可能引起电路的误触发动作，而导致误判断。基于以上考虑，见图3所示，输入信号先经过电容 Cl高濒滤波后，再通过电阻R5、R6、R7、电容C2、C3组成一个50ZH带通滤波器，通过ICl运 算放大器，二极管VD3的整流后输入到VT1、VT2再次放大后，控制两串联的光隔管0P3、0P4 光隔输出两个开关量到逻辑回路。这样能很大程度提高了本装置的抗干扰能力，电容C4是 对整流后的信号进行滤波，以形成直流电压给三极管VTl加正自偏量。参照图1和图4，所述红外热感应模块依次由红外热感探头、信号两级放大电路和 射极跟随电路组成，射极跟随器输出接入逻辑模块。其中红外热感探头为热释电传感器BHl，前端安装有过菲涅尔透镜F，用聚焦；信号两极放大电路采用一集成芯片IC2，型号为BISS001 ；射极跟随电路由三极管VT3与电阻R20组成。主要是利用热释电红外传感器，当有人在其前方警戒范围内走动时，由人体发出 的微量红外线通过菲涅尔透镜放大后传到热释电红外传感器内部敏感元件上引起温度变 化而产生电极化，通过放大回路而输出给逻辑回路，该接收信号是感应温度的变化，故不能 穿透柜门，只有人们把柜门打开后，传感器才能感应到，若导电体有电，这两个信号的输出 通过逻辑回路迅速起动报警系统。传感器还能方便调整感应距离，以便调整最佳位置。一 般警戒距离可达4m以上，能安全可靠的保护人生安全。其实现原理见图4所示当有人在传感器警戒范围内走动时，由人体发出的微量 红外线通过菲涅尔透镜F聚焦后，在热释电传感器BHl的内部敏感元件上引起温度变化而 产生电极化，从而在传感器的外接电阻Rll两端输出传感信号，此传感信号相当微弱，将它 送到信号处理器IC2的IIN+输入端第14脚，经两极放大，双向降幅，延时处理后，最终从 IC2的输出端UO，即第2脚输出高电平延时脉冲信号。因为IC2的控制端A选定为不可重 复触发工作方式第1脚接地，所以输出脉冲信号的延长时间TX由外接元件电阻R17和电容 ClO的数值决定，而触发封锁时间Tl由电阻R18电容Cll决定。IC2第2脚输出的高电平 脉冲信号经电阻R19接至三极管VT3基极，三极管VT3与电阻R20组成射级跟随器，从三极 管VT3射极经过二极管VD4输出给逻辑回路。引入三极管VT3构成射极跟随器，能有效地 排除IC2受到报警回路干扰而产生自激，IC2的触发禁止端Uc即第9脚接高电平(电源正 端)，允许触发状态。参照图1、图5和图6，所述红外遥控收发模块由分离的红外发射装置和安装在导 体上的红外接收装置组成，红外发射装置依次由石英晶体振荡电路、调制编码电路、红外发 射管组成；红外接收装置，依次由红外接收探头、反相器、解码放大电路，输出接入逻辑模 块。其中石英晶体振荡电路采用455KHZ石英晶体振菔器；IC3调制编码电路采用型号为ZD6331编码器集成电路；红外发射管为型号25JR2 ；红外接收探头为型号NJ41H38反相器为三极管VT6IC4解码放大电路采用集成电路ZD6332利用红外线发射与接收，其特点是方向性能好，对某个指定设备进行验电时，不易干扰其它设备，发射与接收设置有编码和解码集成模块，有很好的抗干扰性能；发射遥控器设计得非常小巧，可能随身携带，使用非常方便。在一个变电站里，用一个遥控器可以对多 个设备进行验电而不会互相干扰，这主要取决红外遥控方向性能好。其实现原理见图5、图6所示目前红外遥控发射器和接收器的使用已经非常普 遍，这里只是简单的简述一下图5、图6原理图主要部分，图中编码发送集成电路IC3和接收 解码集成电路IC4是红外专用集成电路。如图5将用户码AO、Al设置为“00”，键输入端8 个脚只使用了两个，发射器K1、K2和对应的接收器输出脚CP1、CP2，如图6。见图5所示采 用455KHZ石英晶体振菔器，经过编码器IC3调制和放大，得到38KHZ截频信号从DOUT输出 通过红线发射管25JR1发射红外信号。见图6所示，经过NJ41H38红外接收器，送到三极管 T6反相后送入解码器IC4，经过解码和放大后输出，其中CPl脚输出自检高电平脉冲信号， CP2脚输出验电高电平脉冲信号，这两个信号经二极管VD5、VD6输入到逻辑回路而输出相 应的提示信号。参照图1和图7，主要采用音乐集成模块IC5、扬声器或蜂鸣器和发光二极管等元 件组成，音乐模块预先将声音固化在集成电路内，受到高电平触发后，会发出响亮的报警声 “止步，高压危险”和超亮的闪光或响亮蜂鸣提示声和超亮的闪光。参照图1和图8，逻辑模块主要功能有①遥控验电回路由遥控发射和接收回路与高压交流采样回路构成“与”门回路触 发声光提示回路。实现原理见图6 从遥控接收回路的集成块IC4的CP2脚经二极管VD6输 出的高电位脉冲，通过高压交流采样回路的开关量a点、b点(见图3)触发IC5音乐集成 模块(见图7)提示回路。②遥控自检回路由遥控发射、接收回路直接触发声光提示回路。实现原理见图 6 从遥控接收回路的集成块IC4的CPl经二极管VD5输出的高电位脉冲直接触发IC5音乐 集成模块(见图7)的提示回路。③防人体触电回路，由红线感应回路和高压交流采样回路构成“与”门回路触发报 警回路。实现原理见图4 从红外感应回路的三极管VT3射极跟随器经二极管VD4输出的高 电位脉冲通过高压交流采样回路的开关量c点、d点(见图3)触发IC5音乐集成模块(见 图7)的报警回路。
权利要求一种电力安全远程监防装置，其特征在于该装置由高压交流采样模块、红外热感应模块和红外遥控收发模块三部分汇入逻辑模块，并由逻辑模块输出给声光报警模块，直流电源回路提供各模块工作电源。
2.根据权利要求1所述的电力安全远程监防装置，其特征在于高压交流采样模块依 次由通过滤波电路、运算放大电路、整流放大电路和光隔管组成，光隔管输出开关量给逻辑 模块。
3.根据权利要求1所述的电力安全远程监防装置，其特征在于红外热感应模块依次 由红外热感探头、信号两级放大电路和射极跟随电路组成，射极跟随器输出接入逻辑模块。
4.根据权利要求1所述的电力安全远程监防装置，其特征在于红外遥控收发模块中 的红外发射装置依次由石英晶体振荡电路、调制编码电路、红外发射管组成；安装在导体上 的红外接收装置，依次由红外接收探头、反相器、解码放大电路，输出接入逻辑模块。
5.根据权利要求1或4所述的电力安全远程监防装置，其特征在于红外遥控收发模 块中还包括一自检通道，该自检通道输出直接触发音乐集成模块。
6.根据权利要求1所述的电力安全远程监防装置，其特征在于直流电源回路由蓄电 池及太阳能电池组成，串联的太阳能电池输出经两二极管后接在串联蓄电池两端，由太阳 能电池提供充电电源。
专利摘要本实用新型涉及一种电力安全远程监防装置，其特征在于该装置由高压交流采样模块、红外热感应模块和红外遥控收发模块三部分汇入逻辑模块，并由逻辑模块输出给声光报警模块，直流电源回路提供各模块工作电源。它的特点是把本装置直接安装在导电体上监视导电体的工作状态。取得非常可靠的信号和远距离遥控验电，克服了以往由于“五防”的作用，在没有合上接地开关之前，柜门无法开启，验电比较困难的缺点。由于验电结果非常可靠，故可作为判断电力设备是否带电的“二元法”判据之一。本装置还配备红处热感应器与高压交流采样取得可靠信息的配合，能很好的防止人体触电伤亡事故的发生。
文档编号H02J13/00GK201556973SQ200920139069
公开日2010年8月18日 申请日期2009年6月26日 优先权日2009年6月26日
发明者黄克强 申请人:黄克强