专利名称：高压电力安全报警装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在高压电力系统作业中，防止误登带电塔杆及误入带电间隔的安全报警装置。
防止误入高压间隔及误登带电杆塔，是电力系统“五防”中的一个重要内容，也是目前一个无法有效解决的难题。尽管人们采取了诸如加强工作监护制度、悬挂普通警告牌、涂刷色标等一系列安全措施，但在户外误入带电间隔、误登带电设备而发生的人身触电事故仍然居高不下。“人身触电身亡”是长期困扰着电力系统的作业及威胁着电力用户一线职工的生命安全。目前，有一种可用于电力系统的语言报警器，其采用红外感应原理，主要由高热电系数的锗钛酸铅陶瓷以及钽酸锂、硫酸泔汰元件等配合滤光窗口组成，能以非接触形式检测出物体放射出来的红外线能量变化，并将其变成电信号输出。该装置由于对温度的变化比较敏感，当在冬、夏温差很大的环境中，其工作的可靠性就很难把握。因此，目前在高压电网防误入间隔，防误登带电杆塔领域还没有一种十分理想的安全报警装置可供使用。
本实用新型的目的是要提供一种既能对高压电气设备有电、无电进行监测，又能对进入非安全区域的人员进行监测，同时，发出语音报警的并且不受环境、温度变化的影响，工作可靠性高，安装方便的安全报警装置。
本实用新型的技术方案是将该安全报警装置安装在高压带电体下方或左右，当人进入该装置探测到的非安全区域时，该装置的雷达探测回路即可探测到并将探测到的信号放大处理后，变成电信号去控制语音电路工作；当电气设备带电时，该装置的高压感电路接受电场能并经放大，整形变成控制信号与雷达探测的信号共同作用于逻辑判断电路，使语音电路工作并发出高压危险禁止攀登等警示语。当电气设备已停电，高压感应电路感应不到高压带电信号，同样与雷达探测信号共同作用于逻辑判断电路，使语音电路发出设备已停电，工作请注意安全等的提示语。该高压电力安全报警安全装置的特点在于该装置由雷达探测电路、高压感应电路、时基电路、逻辑判断电路和语音电路组成；雷达探测电路的输出端经二极管D12接时基电路IC12的2脚、二极管D12的正极端接时基电路IC12的2脚、负极端按雷达探测电路的输出端；时基电路IC12的3脚(输出端)经二极管D13接至或非门F1的两输入端，时基电路IC12的8脚接电源正极端，6、7脚经电容C114接地，6、7脚与4、8脚之间还接有一电阻R114；高压感应电路的输出端接或非门F3的两输入端；逻辑判断电路由或非门F1、F2、F3、F4组成，或非门F1的输出端接或非门F2的第一输入端和或非门F4的第二输入端，或非门F3的两输入端与或非门F4的第一输入端相连接，或非门F4的输出端B与语音电路的相应触发端相连接；或非门F3的输出端连接或非门F2的第二输入端，或非门F2的输出端A与语音电路的相应触发端相连接。
本实用新型的另一特点是在所述的雷达探测电路的输出端还接有一遥控接收电路，即遥控接收电路的输出端经电阻R318接三极管T33的基极，三极管T33射极接地，集电极接时基电路IC12的2脚；集电极同时经电阻R316接电源正极。与之配套使用的还有一遥控发射装置(电路)。
本实用新型的优点及效果是由于采用了雷达探测技术、高压感应技术、无线电遥控技术和语音技术，能准确地探测到高压电场是否存在，以及在非安全区域内移动物体(人)的存在，从而发出语音报警，并且不受环境温度的影响，工作准确可靠。并且还可通过无线电遥控对其进行自检，进一步提高了可靠性。为电力系统及用户高压作业解决了误登带电杆塔、误进带间隔而造成了人身伤亡的难题，保障了电力职工的生命安全。
图1为本实用新型结构示意图。
图2为雷达探测部分电路图。
图3为高压感应部分电路图。
图4为逻辑判断及语音部分电路图。
图5为遥控发射部分电路图。
图6为遥控接收部分电路图。
如图1，该安全报警装置由高压感应电路，雷达探测电路，时基集成电路IC12(NE555)及其外围元件二极管D12、D13、电阻R114、电容C114，逻辑判断电路(或非门F1、F2、F3、F4)及语音电路组成。使用时，将该报警装置安装在高压带电体下方(或左右)，当人进入到该装置的雷达探测到的非安全区域时，雷达探测回路将探测到的信号经放大延时处理输入逻辑判断电路。当电气设备带电时，高压感应电路感应到高压电场能并经放大、整形变成控制信号，与雷达探测到的信号共同作用于逻辑判断电路使语音电路工作，发出“禁止攀登高压危险”等语言，及时提醒已误入带电间隔或误登带电杆塔的人员，停止错误行为；当电气设备确已停电，高压感应电路感应不到高压电场的存在，同样将无电场信号输入逻辑判断电路，与雷达探测控制信号共同作用于逻辑判断电路，使语音电路发出“设备已停电，工作请注意安全”的提示语言。为了能够判断安全报警装置自身工作是否正常和电气设备是否带电，在雷达探测电路的输出端还接有一遥控接收电路，与之配套使用的还有一遥控发射装置。可在攀登杆塔或靠近电力设备之前，用遥控的方式使安全报警装置发出语音，对该装置和其监视的电气设备进行自检自测。
如图2，该部分为雷达探测电路，主要由大规模集成电路芯片IC11(HT7610雷达发射接收电路)及其外围元件组成。HT7610内部有A1、A2两级运算放大、比较、定时、振荡、状态控制等电路，其作用是发射和接收电磁波信号，并将接收到的信号经放大、整形、产生控制信号输出。系统振荡电路输入端DS1通过外接电阻R13、电容C11产生16KHZ系统频率，经内部处理后形成高频脉冲信号从IC11的9脚输出，经由三极管T11及电阻R19、R110、R111、电容C110等组成的放大电路放大并从天线TX向四周发射(发射范围达360°)。同时，当天线接收到外界物体移动引起反射波之变化时，该变化信号经电感L11、L12输入第一级运放A1的正端A1+。电阻R16、电容C16等组成第一级运放A1的比例积分放大电路，放大倍数由R16调整。输入信号经A1放大后从IC11的13脚A10输出，经电阻R17、电容C18输入到第2级运放A2的负端A2-，再经由电阻R18、W11、电容C17组成的第二级比例积分放大电路放大后，通过IC11内部比较延时、过零检测等处理，滤除干扰把物体移动的反射变化量变成低电平从IC11的第2脚(out端)输出。通过二极管D12钳位，使时基电路IC12的2脚电位拉低，并从IC12的3脚输出高电平，经逻辑判断电路触发语音电路工作(见图1)。OS2为定时振荡输入端，改变外接电阻R12、电容C12的值，可改变所需的扫描间隔定时时间，调节可调电阻W11的阻值，即可改变第2级运放A2的放大倍数，从而可改变雷达的遥测距离。图中电阻R11、R12、R13、R14、电容C11、C12、C14、C13、C111与IC11(HT7610)组成雷达探测逻辑判断雷达信号发生电路。电阻电容R15、R16、R17、R18、C15、C16、C17、C18、C19组成雷达探测输入信号运算放大电路。电阻R110、R19、R111、R112、电容CC110、三极管T11、二极管D11、电感L11、L12组成雷达发射，接收信号放大电路。
如图3，该部分为高压感应部分电路，由感应片GY，及场效应管J12，时基电路IC21(NE555)及其外围电阻电容元件R22、R21、R23、R24、C11、C11、二极管D21接成高压判断电路，电压比较器IC22(A1、A2)及其外围电阻电容元件R25、R26、R27、R28、R29、C23等组成电压比较电路组成。感应片GY与场效应管J21的栅极相连接并经电阻21接地，电阻R22接电源。当感应片GY没有设备感应到电场信号时(即电气设备无电时)，场效应管J21的漏源极电阻很小，IC21的第4脚处于低电平状态，封锁了IC21(NE555)的输出，这时其输出端(3脚)为低电平，使电压比较电路IC22的A1-端电位低于A1+端，A1输出高电平，因而使A2也输出高电平，发光二极管DE21发亮，指示设有高压感应。而当安全报警装置的周围有高压存在时，感应片GY感应到电场信号，场效应管J21漏源极电阻增大，使IC21的第4脚电位升高，当其电位大于1伏时，接成自激振荡电路的IC21(NE555)将振荡产生的脉冲方波从3脚输出，经二极管D21向电容C23充电，使电容C23电压升高，当该电位高于IC22的A+1端时，电压比较器A1输出低电平，并使A2也输出低电平，发光二极管DE21灭，指示周围有高压电场存在。该信号同时输入到逻辑判断电路。电路中改变电阻R22的阻值，可以调整高压感应的灵敏度，从而改变高压感应的距离。
如图4，该部分为逻辑判断及语音部分电路，逻辑判断电路由4个或非门F1、F2、F3、F4组成即IC41(74LS02)，语音电路由IC42即语言芯片SR4412及由电阻R42、R43、R44，电容C41、C42及三极管T41、T42组成的放大电路组成。当来自高压感应电路的信号为低电平信号(即有高压电场)，来自雷达探测电路或遥控接收电路的控制信号(高电平)使逻辑判断电路的B端输出高电平，触发语言芯片IC42，输出相应“高压危险……”等语音信号，经放大电路放大推动扬声器发出语音。当高压感应控制为高电平时(即无高压电场)，来自雷达或遥控的控制信号(高电平)使逻辑判断电路的A端输出高电平，触发语言芯片IC42，输出相应“电网已停电……”等语音。语言芯片SR4412可根据需要事先永久性录入4句语音，相对于IC41的A、B端与IC42的S1-S4端不同的接法将发出不同的声音。
如图5，该部分为遥控发射部分电路，遥控发射电路由无线电发射电路芯片IC31(PT2262)及其外围元件电阻R31、R32、R33、R34，电容C31、C32、C33、C34及三极管T31、发射线圈L31、开关AN、发光二极管DE31组成，其振荡电路外接电阻R32使电路产生260MHZ的射频信号，当AN按下时，射频信号经三极管T31高频放大，并通过线圈L31向四周发射无线电控制信号，PT2262芯片中的A0-A7、D0-D3十一个管脚通过接到电源、接地或悬空等不同的连接方式进行编码加密，不重复码高达32万组，可使遥控发射器与接收器进行一一对应遥控操作，这种只有编、解码完全一致时才能实现的遥控方式，能够保证安全报警装置可靠的工作。
如图6，该部分为遥控接收部分电路，由无线电接收电路芯片IC33(PT2272)及其外围元件即由电阻R35、R36、R37、R38、R39，电容C35、C36、C37、C38、C39、C310、C313和三极管T32、二极管D31组成的高频放大电路，放大芯片IC32(LM358N)及其外围元件R310、R312、R311、R313、R314、R315、电容C316、C315、C314、C312、C311以及天线L32以及电阻R316、R317、R318组成。当天线L32接收到发射信号后，经高频放大电路放大，从二极管T32的集电极向放大芯片IC32输出射频控制信号，经IC32内部两级运放后，从IC32的7脚向接收组件IC33输入控制信号。IC33振荡电路外接电阻R317使电路产生与发射电路完全一致的射频振荡波形，IC33接收到射频控制信号后，经解码比较、判断无误后，从17脚输出高电平，该高电平使三极管T33导通，三极管T33的集电极接到IC12(NE555)的2脚(见图1)，三极管T33的导通使IC12的2脚电位变低，并从IC12的3脚输出高电平，该电平信号(遥控信号)与高压感应电路部分的控制信号共同作用于逻辑判断电路，从A端(或B端)输出一高电平触发语音电路工作。
权利要求1.一种高压电力安全报警装置，其特征在于由雷达探测电路、高压感应电路、时基电路、逻辑判断电路和语音电路组成；雷达探测电路的输出端经二级管D12接时基电路IC12的2脚，二级管D12的正极端接IC12的2脚、负极端接雷达探测电路的输出端；时基电路IC12的3脚(输出端)经二极管D13接至或非门F1的两输入端，时基电路IC12的8脚接电源正极端，6、7脚经电容C14接地，6、7脚与4、8脚之间还接有一电阻R114；高压感应电路的输出端接或非门F3的两输入端；逻辑判断电路由或非门F1、F2、F3、F4组成，或非门F1的输出端接或非门F2的第一输入端和或非门F4的第2输入端，或非门F3的两输入端与或非门F4的第1输入端相连接，或非门F4的输出端B与语音电路的相应触发端相连接；或非门F3的输出端连接或非门F2的第2输入端，或非门F2的输出端A与语音电路的相应触发端相连接。
2.如权利要求1所述的一种高压电力安全报警装置，其特征在于在所述的雷达探测电路的输出端还接有一遥控接收电路，即遥控接收电路的输出端经电阻R318接三极管T33的基极，三极管T33射极接地，集电极接时基电路IC12的2脚；集电极同时经电阻R316接电源正极；与之配套使用的还有一遥控发射装置。
专利摘要一种高压电力安全报警装置,其特点是由雷达探测电路、高压感应电路、时基电路、逻辑判断电路和语音电路组成;雷达探测电路的输出连接逻辑判断电路的输入端;高压感应电路的输出经时基电路连接逻辑判断电路的另一输入端,逻辑判断电路的输出端连接语音电路的触发端。该装置能准确地探测到高压电场是否存在,以及在非安全区域内移动物体(人)的存在,从而发出语音报警,并且不受环境温度的影响,工作准确可靠。有效解决了电力系统人身伤亡的难题。
文档编号G01R29/12GK2391251SQ99245839
公开日2000年8月9日 申请日期1999年9月29日 优先权日1999年9月29日
发明者张小平, 陈浩 申请人:张小平, 陈浩