一种低压防触电预警装置的制作方法

本申请实施例涉及测量电变量的技术，尤其涉及一种低压防触电预警装置。

背景技术：

目前，低压线路因长期日晒雨淋等自然环境原因，造成输电线路的绝缘外皮脱落老化，在雨天潮湿环境容易让靠近老化线路的行人触电，威胁生命安全。相关技术中检测低压线路漏电的方式包括采用验电笔排查方式、采用钳形电流表排查的方式等，上述方式需要运维人员人工逐个排查接地点，排查效率不高。

技术实现要素：

本申请提供一种低压防触电预警装置，以优化相关技术中的低压防漏电方案，能够有效地对低压线路的漏电情况进行预警，防止触电事故的反生。

本申请实施例提供了一种低压防触电预警装置，包括互感器、传感节点和中继器；

所述互感器，具有接地线安装部，通过所述接地线安装部安装于待测低压线路的接地线，且所述互感器与所述传感节点电连接，用于检测所述接地线上的电信号，输出所述电信号对应的电压信号至所述传感节点；

所述传感节点具有控制器，用于接收所述电压信号，比较所述电压信号与参考电压，根据比较结果判定是否输出漏电预警信息至所述中继器；

所述中继器，与所述传感节点通信连接，用于将漏电预警信息输出至设定用户的终端设备，进行预警。

进一步的，所述安装部是通孔，所述接地线穿过所述通孔实现将所述互感器安装于所述接地线。

进一步的，所述安装部是卡箍，所述卡箍的一端固定于所述互感器，所述接地线穿过所述卡箍实现将所述互感器安装于所述接地线。

进一步的，所述互感器与所述传感节点通过屏蔽线缆连接。

进一步的，所述控制器为单片机，用于监测与所述互感器连接的引脚的电压信号，并在所述电压信号的取值超过预设阈值时，将所述电压信号输入电压比较器，实现将所述电压信号与参考电压进行比较，根据比较结果判定是否输出漏电预警信息至所述中继器。

进一步的，所述传感节点与所述中继器通过无线通信模块连接。

进一步的，所述无线通信模块包括LORA无线模块，用于采用LORA无线扩频调制方式将漏电预警信息传输至所述中继器。

进一步的，所述中继器具有GPRS模块，用于通过GPRS模块与用户的终端设备通信连接。

进一步的，所述中继器包括电源供电电路，所述电源供电电路与太阳能供电电路或锂电池供电电路电连接，用于为所述中继器供电。

本申请提供一种低压防触电预警方案，由互感器、传感节点和中继器构成预警装置，互感器通过接地线安装部安装于接地线，检测接地线上的电信号，输出该电信号对应的电压信号至传感节点；传感节点具有控制器，比较该电压信号与参考电压，根据比较结果判定是否输出漏电预警信息至中继器；中继器将漏电预警信息输出至设定用户的终端设备，进行预警。采用上述技术方案，当发生漏电时，漏电预警信息通过无线传输方式被发送至用户的移动电话，实现对低压线路漏电的监测以及预警信号的远程提醒功能。

附图说明

图1为本申请实施例一提供的一种低压防触电预警装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种低功耗超长距离无线无线通信模块电路示意图；

图3为本申请实施例提供的一种电源供电电路示意图；

图4为本申请实施例一提供的一种低压防触电预警方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本申请实施例一提供的一种低压防触电预警装置的结构示意图，本实施例可适用于低压线路漏电情况的远程监测及实时预警情况，该低压防触电预警装置100包括：互感器1、传感节点2和中继器3；

所述互感器1，具有接地线安装部1-1，通过所述接地线安装部1-1安装于待测低压线路的接地线，且所述互感器1与所述传感节点2电连接，用于检测所述接地线上的电信号，输出所述电信号对应的电压信号至所述传感节点2；

所述传感节点2具有控制器，用于接收所述电压信号，比较所述电压信号与参考电压，根据比较结果判定是否输出漏电预警信息至所述中继器3；

所述中继器3，与所述传感节点2通信连接，用于将漏电预警信息输出至设定用户的终端设备，进行预警。

需要说明的是，互感器采用防水胶灌封壳体结构，用于电路防水，提高了装置本身的安全性。

可选的，所述安装部是通孔，所述接地线穿过所述通孔实现将所述互感器安装于所述接地线。如，互感器的壳体上设有容接地线穿过的通孔。互感器可以是电流型互感器，当接地线上存在漏电电流时，互感器因该漏电电流产生互感电流，互感器对电流进行处理，得到对应的电压信号，输出互感电流对应的电压信号至传感节点。

可选的，所述安装部是卡箍，所述卡箍的一端固定于所述互感器，所述接地线穿过所述卡箍实现将所述互感器安装于所述接地线。

可选的，所述互感器与所述传感节点通过屏蔽线缆连接。

可选的，所述控制器为单片机，用于监测与所述互感器连接的引脚的电压信号，并在所述电压信号的取值超过预设阈值时，将所述电压信号输入电压比较器，实现将所述电压信号与参考电压进行比较，根据比较结果判定是否输出漏电预警信息至所述中继器。

可选的，所述传感节点与所述中继器通过无线通信模块连接。

可选的，所述无线通信模块包括LORA无线模块，用于采用LORA无线扩频调制方式将漏电预警信息传输至所述中继器。图2为本申请实施例提供的一种低功耗超长距离无线无线通信模块电路示意图，该通信模块具有低功耗的特点，实现无线电波的发射和接收，实际测试直线可视距离达到2.5公里，单片机(控制器)通过SPI(串行外设接口)接口与无线通信模块进行数据交换。

可选的，所述中继器具有GPRS模块，用于通过GPRS模块与用户的终端设备通信连接。需要说明的是，中继器安装于具有GPRS信号的地方，且与传感节点的距离不超过1.8千米。

可选的，所述中继器包括供电切换电路，用于控制所述中继器连接至太阳能供电电路或锂电池供电电路。图3为本申请实施例提供的一种电源供电电路示意图。如图3所示，电源供电电路包括串联的第一二极管D1、第二二极管 D2、第一开关、第一电感L1、稳压器电路、第二电感L2；其中，第一二极管 D1和第二二极管D2的公共端串联第八电容C8后接地。其中，第八电容C8可以选择电解电容，且该公共端连接第八电容C8的正极，第八电容C8的负极接地。该第八电容C8对第一二极管D1的输出电流进行整流处理。第二二极管 D2的阴极通过第一开关连接第三二极管D3的阴极，该第一开关用于切换太阳能供电电路或锂电池供电电路为中继器供电。稳压器电路包括稳压器U1、第五电容和第七电容。其中，第七电容C7串联在稳压器U1的输入端与接地端之间，且稳压器U1的输入端连接第一电感L1。第五电容C5串联于稳压器U1的输出端与接地端之间，且稳压端U1的输出端连接第二电感L2。第五电容C5与第二电感L2的公共端串联第六电容C6后接地，第二电感的另一端输出供电电压。

需要说明的是，第三二极管D3的阳极通过接线端子J3连接锂电池。电源供电电路通过接线端子J1和J2与太阳能供电电路，且接线端子J1与第一二极管D1的阳极，且第一二极管D1的阳极还连接第十三二极管D13的阴极，第十三二极管D13的阳极接地。由于第二二极管D2的阴极通过第一开关连接第三二极管D3的阴极，在通过太阳能供电电路为中继器供电时，第一开关处于闭合状态，同时，第三二极管反相击穿，实现为锂电池充电。若处于阴雨天等无法通过太阳能供电的情况发生，则自动断开第一开关，通过锂电池为中继器供电，从而保证供电稳定性。

本申请实施例提供一种低压防触电预警装置，由互感器、传感节点和中继器构成，互感器通过接地线安装部安装于接地线，检测接地线上的电信号，输出该电信号对应的电压信号至传感节点；传感节点具有控制器，比较该电压信号与参考电压，根据比较结果判定是否输出漏电预警信息至中继器；中继器将漏电预警信息输出至设定用户的终端设备，进行预警。采用上述技术方案，当发生漏电时，漏电预警信息通过无线传输方式被发送至用户的移动电话，实现对低压线路漏电的监测以及预警信号的远程提醒功能。

图4为本申请实施例一提供的一种低压防触电预警方法的流程图，该方法可以由上述实施例提供的低压防触电预警装置执行，实现低压线路漏电情况的远程监测及实时预警。如图4所示，该方法包括：

步骤410、互感器检测待测低压线路的接地线上的电信号，输出所述电信号对应的电压信号至传感节点。

示例性的，互感器安装在接地线上，当互感器检测到接地线上有互感电流产生的时候，互感电流经过互感器处理输出一个能够被单片机识别的电平信号，可以为一个高电平输出信号。互感器将该高电平输出信号输入传感节点。

步骤420、传感节点在接收到所述电压信号后，比较所述电压信号与参考电压，根据比较结果判定是否输出漏电预警信息至所述中继器。

示例性的，传感节点包括控制器，可以是单片机。上述高电平输出信号为单片机可以识别的电平信号。单片机监测到与互感器连接的引脚有高电平输出信号输入时，通过内部的电压比较器比较该高电平输出信号与参考电压信号。若高电平输出信号比参考电压信号的电压高，则确定存在漏电，调用无线通信模块输出漏电预警信息至中继器。其中，无线通信模块可以是LORA无线模块。

步骤430、中继器将漏电预警信息输出至设定用户的终端设备，进行预警。

示例性的，根据电磁感应理论以及结合低功耗广域网的物联网技术，利用电流型互感器监测低压线路的接地线带电状态。根据实际测量，正常状态下低电压接地线是不带电，电流为零，当低压线路漏电时，低压线路上有一定值的电流存在，因此将互感器安装在接地线上，互感器与传感节点通过屏蔽线缆连接。中继器则安装在距离传感节点不远1.8千米且需要有GPRS信号的地方，以便在接收到传感节点的漏电预警信息后传输至用户的终端设备。当互感器检测到接地线上有电流的时候，该互感器会输出一个能够被单片机识别的电平信号，即单片机监测到与互感器连接的引脚有高电平输出信号输入。单片机通过与比较器上预置的参考电压进行信号比对，若互感器产生的电压信号比参考电压的电压高，则调用无线通信模块输出漏电预警信息至中继器，中继器通过GPRS传输技术将该漏电预警信息转发到用户的终端设备(可以是移动电话)上，实现远程的低压漏电信号的监测及实时预警功能。

本实施例的技术方案，通过互感器检测待测低压线路的接地线上的电信号，输出所述电信号对应的电压信号至传感节点；传感节点在接收到所述电压信号后，比较所述电压信号与参考电压，根据比较结果判定是否输出漏电预警信息至所述中继器；中继器将漏电预警信息输出至设定用户的终端设备，进行预警。采用上述技术方案，通过安装在接地线上的互感器、与互感器连接的传感节点、与传感节点无线通信的中继器构成的低压防触电预警装置，能够与远程用户的移动电话无线连接传输信号数据，实现对低压线路漏电的监测以及预警信号的远程提醒功能，整体结构简单，依靠太阳能供电，节能环保。

注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。