本实用新型涉及一种换流站直流高压的安全距离报警装置。
背景技术：
换流站是指在高压直流输电系统中，为了完成将交流电变换为直流电或者将直流电变换为交流电的转换，并达到电力系统对于安全稳定及电能质量的要求而建立的站点。换流站的控制调节和保护系统实现下列功能：停、送直流功率，控制电力潮流的方向，调节潮流的数量和其他电气参量，处理和限制换流阀非正常运行和交、直流系统干扰所造成的影响，保护换流站的设备，以及监测换流站的各种参量。换流站及直流输电系统的运行性能和安全可靠程度与控制调节系统的性能和可靠程度密切相关，对整个电力系统的运行也有重要的影响。
由于换流站是属于高压系统，因此电力人员在换流站中进行电力维护时都必要遵守国家电力行业高压操作规范的相关规定。但是换流站的结构复杂，因此换流站周围的电场都是复杂多变的，如果换流站发生故障时，换流站周围的电场更是不确定的，即使电力人员完全遵守国家电力行业高压操作规范的规定也会发生意外触电事故。
例如，2014年10月，某供电局工作人员在35kV舍块变电站预试定检作业准备过程中，与带电10KV避雷器安全距离不足发生人身触电事故，造成1人死亡；2014年12月，在500kV青山乙线开展地线融冰试验中，某超高压的工作人员上塔拆除21#大号侧引流线，发生1起人身触电事故，造成1人死亡；2015年1月，某供电局输变电管理所巡维班人员在抄录35kV凤山站变电设备铭牌信息时，发生1起人身触电事故，造成1人死亡。究其原因，除了工作人员的大意外，高压设备是否带电、作业人员是否进入高场强区、是否接近规程规定的最小安全距离，均没有明显的报警提示。特别是电力系统外的施工人员往往不懂高压，可能根本没有在高压电力设备附近施工一定要有的安全距离的概念，因此发生事故就不可避免了。
有鉴于此，确有必要提供一种换流站直流高压的安全距离报警装置。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种换流站直流高压的安全距离报警装置，以向电力现场作业人员提供实时的警报信息，保障电力现场作业人员的人身安全。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：
一种换流站直流高压的安全距离报警装置，其包括单片机、至少一个旋转伏特计以及至少一个超声波传感器，旋转伏特计的输出端依次经放大电路、滤波电路以及电平抬升电路后与单片机的第一输入接口电连接，超声波传感器的输出端与单片机的第二输入接口电连接，单片机的第一输出接口电连接有语音模块，语音模块上设有喇叭，单片机的第二输出接口电连接有发光二极管。
当电力现场作业人员在使用本报警装置时，旋转伏特计用于不断检测作业人员所处位置的感应电场，旋转伏特计将相应的感应电场转换为电信号传送至单片机，单片机内设有电场信号成型模块，当感应电场超出安全范围时，单片机控制语音模块发出警报的声音，同时控制发光二极管发光；超声波传感器用于不断检测作业人员所处位置与高压设备的距离，当旋转伏特计测出感应电场后，相应地利用超声波传感器测出该感应电场对应电场源与作业人员的距离，从而达到向电力现场作业人员提供实时的警报信息，保障电力现场作业人员的人身安全。
作为本实用新型的一种改进，所述旋转伏特计的数量为三个，三个旋转伏特计分别位于单片机的上方、前方、以及左方三个方位上，三个旋转伏特计的输出端分别并联连接在一第一CD4051芯片开关的输入端上，第一CD4051芯片的输出端依次经放大电路、滤波电路以及电平抬升电路后与单片机的第一输入接口电连接。多个旋转伏特计一起测量以确保不会出现漏测或者测不到的情况，同时三个旋转伏特计分别测量不同方向的电场强度，实现三维测量，第一CD4051芯片依次分时接通三个旋转伏特计，先后将三个旋转伏特计的信号传送给单片机。
作为本实用新型的一种改进，所述超声波传感器的数量为四个，四个超声波传感器分别处于单片机的前方、上方、左方以及右方四个方位上，四个超声波传感器的输出端分别并联在一第二CD4051芯片开关的输入端上，第二CD4051芯片开关的输出端与单片机的第二输入接口电连接。该部分的主要功能是，针对三个旋转伏特计所测量的三个方向上的电场强度的比较结果，测量电场强度较大方向上的障碍物距离，当上方的旋转伏特计所测值较大，则选通上方的超声波传感器；当前方的旋转伏特计所测值较大，则选通前方的超声波传感器；当左方的旋转伏特计所测值较大，则依次选通左、右方的超声波传感器。
进一步地，所述语音模块为WT2003M02模块，单片机的第一输出接口经电平转换电路与WT2003M02模块电连接。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
本报警装置能向电力现场作业人员提供实时的警报信息，保障电力现场作业人员的人身安全；同时可以测出不同方位的感应电场，以及该感应电场对应电场源与作业人员的距离。
附图说明
图1为本实用新型换流站直流高压的安全距离报警装置的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。
实施例
如图1所示，一种换流站直流高压的安全距离报警装置，其包括单片机1、三个旋转伏特计2以及四个超声波传感器3。
三个旋转伏特计2分别位于单片机1的上方、前方、以及左方三个方位上，三个旋转伏特计2的输出端分别并联连接在一第一CD4051芯片开关4的输入端上，第一CD4051芯片4的输出端依次经放大电路5、滤波电路6以及电平抬升电路7后与单片机1的第一输入接口电连接。多个旋转伏特计一起测量以确保不会出现漏测或者测不到的情况，同时三个旋转伏特计分别测量不同方向的电场强度，实现三维测量，第一CD4051芯片依次分时接通三个旋转伏特计，先后将三个旋转伏特计的信号传送给单片机。
超声波传感器3的数量为四个，四个超声波传感器3分别处于单片机1的前方、上方、左方以及右方四个方位上，四个超声波传感器3的输出端分别并联在一第二CD4051芯片开关8的输入端上，第二CD4051芯片开关8的输出端与单片机1的第二输入接口电连接。该部分的主要功能是，针对三个旋转伏特计所测量的三个方向上的电场强度的比较结果，测量电场强度较大方向上的障碍物距离，当上方的旋转伏特计所测值较大，则选通上方的超声波传感器；当前方的旋转伏特计所测值较大，则选通前方的超声波传感器；当左方的旋转伏特计所测值较大，则依次选通左、右方的超声波传感器。
单片机1的第一输出接口电连接有语音模块9，语音模块9上设有喇叭10，单片机1的第二输出接口电连接有发光二极管11。其中，语音模块9为WT2003M02模块，单片机1的第一输出接口经电平转换电路12与WT2003M02模块电连接。
WT2003M02模块支持MP3音频解码，采用SOP16封装的主控，体积小，但响应速度快。模块内置SPI-FLASH作为存储介质，具有USB接口，可以通过PC机自由更换FLASH的音频内容，并具有USB声卡功能。而且内置1瓦功放，可以直接驱动1W的喇叭。WT2003M02直接与喇叭相连，由于WT2003M02的IO端口为3.3V电平，而单片机的端口为5V，因此中间设计了采用NLSX4373芯片的电平转换电路。WT2003M02模块事先录入报警内容：“有电”、“注意”、“停止操作”，单片机根据测量到感应电场控制其播报相应语音。
当电力现场作业人员在使用本报警装置时，旋转伏特计用于不断检测作业人员所处位置的感应电场，旋转伏特计将相应的感应电场转换为电信号传送至单片机，单片机内设有电场信号成型模块，当感应电场超出安全范围时，单片机控制语音模块发出警报的声音，同时控制发光二极管发光；超声波传感器用于不断检测作业人员所处位置与高压设备的距离，当旋转伏特计测出感应电场后，相应地利用超声波传感器测出该感应电场对应电场源与作业人员的距离，从而达到向电力现场作业人员提供实时的警报信息，保障电力现场作业人员的人身安全。
综上所述，本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、报警装置能向电力现场作业人员提供实时的警报信息，保障电力现场作业人员的人身安全；
2、同时可以测出不同方位的感应电场，以及该感应电场对应电场源与作业人员的距离。
上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。