一种电力线路智能防触电报警器

1.本实用新型涉及电力系统防触电报警技术领域，特别是一种电力线路智能防触电报警器。


背景技术：

2.电力线路架设在固定于地面上的杆塔上，广泛用于电力传输，电力线路具有多个电压等级，一般为几十千伏甚至几百千伏，根据电力安全工作规程，人身及其工器具要与电力线路保持大于0.7米的安全距离。但是由于电力网络的发展，电力线路的分布范围很广，且电力线路的运行环境不可避免的有人在杆塔附近工作或逗留。人们通常依靠警示牌提示或自行预估自身与电力线路的距离，但是由于在工作过程中人员的走动等主、客观因素的影响，难以时刻保持警觉，与电力线路保持大于0.7米的安全距离；对于一些误入的孩童，也无法自行判断安全范围，极易引发触电伤亡事故。
3.通常地，由于地理位置的限制，两个相邻的杆塔之间的距离过大，电力线路采用的线缆重量较大，连接的线缆中部会下坠，使得线缆具有一定的弯曲弧度，中部位置的线缆就会越来越靠近地面，在对电力线路进行维护巡检等施工操作时，高吊车等的大型维修器械进入维修现场时会与下坠的线缆缠绕或触碰，如若未及时发现，就会将线缆扯断，造成触电事故。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，需要提出一种电力线路智能防触电报警器,能够在电力线路的安全范围内进行准确检测有无人员误入,并主动发出语音警报，提示误入的人员远离电力线路，进而有效杜绝触电事故的发生,保障人们的安全。
5.本实用新型提供了一种电力线路智能防触电报警器，具体技术方案如下：包括挂接环、放置块、发电装置、检测装置、蓄电池、定位模块、微处理器、语音报警装置、远程监控器；
6.所述挂接环挂接在电力线路上，所述放置块套接在挂接环上，所述发电装置安装在挂接环的外侧面；所述检测装置分布安装在放置块的外部表面、内表面以及放置块的内部，所述蓄电池、定位模块、语音报警装置和微处理器分别内嵌在放置块的内部；所述远程监控器设置在电力线路监控机房中；
7.所述发电装置、检测装置、蓄电池、定位模块、语音报警装置分别与微处理器电性连接；所述定位模块与远程监控器无线连接；
8.所述发电装置用于产生电能并传输至蓄电池；
9.所述蓄电池用于存储电能，以及给检测装置、定位模块、语音报警装置和微处理器供电；
10.所述检测装置用于检测人体发出的红外信号、电力线路的对地高度以及挂接环与电力线路之间的压力大小，并将检测到的人体发出的红外信号、电力线路的对地高度以及
挂接环与电力线路之间的压力大小传输至微处理器；
11.所述微处理器用于接收并处理检测装置传输的人体发出的红外信号、电力线路的对地高度以及挂接环与电力线路之间的压力大小，并控制语音报警装置和定位模块工作；
12.所述语音报警装置用于发出语音警报；
13.所述定位模块用于实时地获取挂接环所处位置的地理坐标，并将实时地获取到的挂接环所处位置的地理坐标无线传输至远程监控器；
14.所述远程监控器用于接收并显示定位模块传输的实时地获取挂接环所处位置的地理坐标。
15.优选的，所述放置块开设有通孔和安装槽，所述通孔设置在安装槽的下方。
16.优选的，所述发电装置包括太阳能电池板，所述太阳能电池板安装在挂接环的外侧面，所述太阳能电池板与蓄电池电性连接；所述太阳能电池板用于将太阳能转换为电能并传输至蓄电池。
17.优选的，所述检测装置包括人体红外传感器、红外测距传感器、压力检测装置；
18.所述人体红外传感器和红外测距传感器分别安装在放置块的外部表面，所述压力检测装置安装在放置块的内表面；所述人体红外传感器、红外测距传感器和压力检测装置分别与微处理器电连接；
19.所述人体红外传感器用于检测人体发出的红外信号，并将检测到的红外信号转换为电信号传输至微处理器；
20.所述红外测距传感器用于测量放置块与地面的高度距离，并将测量到的放置块与地面的高度距离传输至微处理器；
21.所述压力检测装置用于检测放置块与电力线路之间的压力大小并将检测到的放置块与电力线路之间的压力大小传输至微处理器。
22.优选的，所述定位模块采用gps定位模块或北斗定位模块。
23.优选的，所述语音报警装置包括喇叭，所述喇叭设置在放置块内部，所述喇叭与微处理器电连接。
24.优选的，所述远程监控器包括上位机，所述上位机内嵌用于接收gps卫星定位信息的gps接收模块。
25.优选的，所述挂接环采用绝缘橡胶材料制成。
26.优选的，所述安装槽的侧面还开设有连接孔。
27.优选的，还包括锁扣，所述锁扣设置在挂接环上，所述锁扣将挂接环锁紧在电力线路上。
28.本实用新型的有益效果为：
29.1、本实用新型设置的挂接环小巧灵活，可直接挂接在电力线路上，并设置有发电装置，无需外接电源；
30.2、设置的检测装置能有效地实时检测人体发出的红外信号、电力线路的对地高度以及挂接环与电力线路之间的压力大小，并将定位模块、微处理器、语音报警装置和远程监控器集成一体化，当人员误入到安全距离范围之内即报警，实现实时地监测电力线路，并警示误入的人员远离电力线路，并通过定位模块及时获取警报地点位置坐标。
附图说明
31.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
32.图1为本实用新型的整体结构安装示意图；
33.图2为本实用新型的整体结构示意的横截面图；
34.图3为本实用新型的部分结构示意图；
35.图4为本实用新型的部分结构的另一视角示意图；
36.图5为本实用新型的放置块的俯视图；
37.图6为本实用新型的放置块的仰视图；
38.图7为本实用新型的控制结构框图；
39.图中所示标号分别表示：1：挂接环；2：放置块；3：发电装置；4：检测装置；5：锁扣；6：电力线路；201：通孔；202：安装槽；203：连接孔；401：人体红外传感器；402：红外测距传感器；403压力检测装置。
具体实施方式
40.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
41.本优选的实施例提供了一种电力线路智能防触电报警器，如图1至图2所示，
42.一种电力线路智能防触电报警器，包括挂接环1、放置块2、发电装置3、检测装置4、蓄电池、定位模块、微处理器、语音报警装置、远程监控器；
43.挂接环1挂接在电力线路6上，放置块2套接在挂接环1上，发电装置3安装在挂接环1的外侧面；检测装置4分布安装在放置块2的外部表面、内表面以及放置块2的内部，蓄电池、定位模块、语音报警装置和微处理器分别内嵌在放置块2的内部；远程监控器设置在电力线路监控机房中；
44.如图5所示，发电装置3、检测装置4、蓄电池、定位模块、语音报警装置分别与微处理器电性连接；定位模块与远程监控器无线连接；
45.发电装置3用于产生电能并传输至蓄电池；
46.蓄电池用于存储电能，以及给检测装置4、定位模块、语音报警装置和微处理器供电；
47.检测装置4用于检测人体发出的红外信号、电力线路6的对地高度以及挂接环1与电力线路6之间的压力大小，并将检测到的人体发出的红外信号、电力线路6的对地高度以及挂接环1与电力线路6之间的压力大小传输至微处理器；
48.微处理器用于接收并处理检测装置4传输的人体发出的红外信号、电力线路6的对地高度以及挂接环1与电力线路6之间的压力大小，并控制语音报警装置和定位模块工作；
49.语音报警装置用于发出语音警报；
50.定位模块用于实时地获取挂接环1所处位置的地理坐标，并将实时地获取到的挂接环1所处位置的地理坐标无线传输至远程监控器；
51.远程监控器用于接收并显示定位模块传输的实时地获取挂接环1所处位置的地理坐标，挂接环1所处位置的地理坐标还表示放置块2的地理位置坐标。
52.在优选的实施例中，如图3、图4所示，放置块2开设有通孔201和安装槽202，通孔201设置在安装槽201的下方，通孔201的形状和大小与挂接环1的横截面的形状和大小配合，以使得挂接环1穿过放置块2的通孔201可将放置块2稳定套接在挂接环1上。
53.在优选的实施例中，发电装置3包括太阳能电池板，太阳能电池板安装在靠近锁扣5两端的外侧面，以使得可以更充分地吸收光能，太阳能电池板与蓄电池电连接；太阳能电池板用于将太阳能转换为电能并传输至蓄电池。
54.在优选的实施例中，检测装置4包括人体红外传感器401、红外测距传感器402、压力检测装置403；
55.人体红外传感器401和红外测距传感器402分别安装在放置块2的外部表面，压力检测装置403安装在放置块2的内表面，并且与电力线路6的外表面接触；人体红外传感器401、红外测距传感器402和压力检测装置403不安装在同一平面内，人体红外传感器401、红外测距传感器402和压力检测装置403分别与微处理器电连接；
56.人体红外传感器401用于检测人体发出的红外信号，并将检测到的红外信号转换为电信号传输至微处理器；红外测距传感器402用于测量放置块2与地面的高度距离，并将测量到的放置块2与地面的高度距离传输至微处理器；压力检测装置403用于检测放置块2与电力线路6之间的压力大小，进而判断挂接环1是否紧密挂接在输电线路上，并将检测到的放置块2与电力线路6之间的压力大小传输至微处理器。
57.在优选的实施例中，人体红外传感器401采用型号为sr602的人体感应模块，sr602的人体感应模块的感应距离范围为0~3.5米，sr602的人体感应模块设置5个，分布安装在安装槽202的外部顶面、正面、背面、左侧面、右侧面，用于实现多方位地同步检测在检测环境中人体发出的红外信号。调节sr602的人体感应模块的灵敏度，将sr602的人体感应模块的感应距离范围为0.7米，当有人员误入距离电力线路小于0.7米的范围时，sr602的人体感应模块将感应到的人体发出的红外信号转换为电信号后传输至微处理器。
58.在优选的实施例中，红外测距传感器402采用型号为gp2y0a21的红外测距传感器模块，gp2y0a21的红外测距传感器模块包括红外信号发射二极管和红外信号接收二极管，红外信号接收二极管的信号输出端与微处理器的指令输入端电性连接；红外信号发射二极管用于发射特定频率的红外信号，到达地面后红外信号反射，红外信号接收二极管接收红外信号发射二极管发射特定频率的红外信号，经过处理之后传输至微处理器。
59.gp2y0a21的红外测距传感器模块利用红外信号遇到障碍物距离的不同反射的强度也不同的原理，红外信号接收二极管接收的光强随反射物体的距离而变化，距离近则反射光强，距离远则反射光弱，微处理器根据红外信号接收二极管接收红外信号传输的处理后的红外信号的光强度进行对地面远近的检测。
60.在优选的实施例中，压力检测装置403包括压力传感器和转换模块，压力传感器采用型号为rfp
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803的rfp薄膜压力传感器，转换模块采用型号为rfp
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zhii转换模块。
61.rfp薄膜压力传感器通过rfp
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zhii转换模块与为处理器电连接，rfp薄膜压力传感器输出电阻信号至rfp
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zhii转换模块，rfp
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zhii转换模块将电阻信号转换输出模拟电压信号至微处理器。
62.rfp薄膜压力传感器包括两片厚度为0.1mm
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0.2mm的聚酯薄膜，柔性好，便于测量接触面之间的压力大小，两片聚酯薄膜内表铺设导体和半导体，当外力作用到导体和半导体上时，其阻值和信号传输会随着外压力的变化而变化，具体如下：
63.当导体和半导体受到的压力为零时，表示放置块2与电力线路6之间的压力为零，此时挂接环1未紧密挂接在输电线路上，导体和半导体阻值为零，rfp薄膜压力传感器不向rfp
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zhii转换模块传输电阻信号，此时转换模块处于不工作状态，微处理器未接收到转换模块传输的电压信号，判断结果为挂接环1未紧密挂接在输电线路上，此时微处理器将发出控制信号控制语音警报模块发出警报，提醒安装作业人员挂接环1尚未正确紧密安装在电力线路6上，需调整后正确紧密安装；
64.当导体和半导体受到的压力不为零时，表示放置块2与电力线路6之间的压力不为零，此时挂接环1紧密挂接在输电线路上，导体和半导体的阻值也不为零，rfp薄膜压力传感器向rfp
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zhii转换模块传输电阻信号，rfp
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zhii转换模块将电阻信号转换输出模拟电压信号至微处理器，微处理器接收到转换模块传输的电压信号，判断结果为挂接环1紧密挂接在输电线路上，微处理器控制语音警报模块不工作。
65.在优选的实施例中，定位模块采用gps定位模块，gps定位模块用于实时地获取挂接环1所处位置的地理坐标，当有人员误入电力线路超过安全范围时，微处理器发出控制信号控制gps定位模块实时获取到的挂接环1所处位置的地理坐标并通过无线传输至远程监控器。
66.在优选的实施例中，语音报警装置包括喇叭，喇叭设置在放置块2内部，喇叭与微处理器电连接，设置在放置块2内部可以防止喇叭被雨水和风力等的侵蚀。
67.在优选的实施例中，远程监控器包括上位机，上位机内嵌有接收gps卫星定位信息的gps接收模块，上位机用于接收并显示gps定位模块实时获取到的挂接环1所处位置的地理坐标，电力线路监控机房的工作人员可以根据上位机的显示获取人员误入的地理位置坐标。
68.在优选的实施例中，挂接环1和放置块2均采用绝缘橡胶材料制成，挂接环1展开呈条带状，挂接环1的长度略长于所挂接的电力线路6的横截面周长，以使得可以便于安装和拆卸。
69.在优选的实施例中，安装槽202的侧面还开设有连接孔203，太阳能电池板通电导线穿过连接孔203与蓄电池电连接；人体红外传感器401、红外测距传感器402和压力检测装置403的通电导线穿过连接孔203与微处理器电连接；安装孔203的大小略大于所有通电导线的横截面积的总和，以使得留有缝隙，当语音报警装置发出语音警报时，警报语音可通过缝隙传播至外界。
70.在优选的实施例中，还包括锁扣5，锁扣5设置在挂接环1上，锁扣5将挂接环1锁紧在电力线路6上。
71.本实用新型的工作原理为：
72.将设置在挂接环1上的锁扣5打开，将挂接环1挂接在电力线路6上，调节放置块2的相对位置，使得红外测距传感器402的检测探头直对地面，然后锁紧锁扣5；
73.当无人员误入电力线路6超过安全范围时，人体红外传感器401检测不到人体发出红外信号，语音报警装置和定位模块处于休眠状态；
74.当有人员误入电力线路6超过安全范围时，人体红外传感器401检测到人体发出红外信号，并将检测到的人体的红外信号转换为电压信号后传输至微处理器，微处理器在接收到人体红外传感器传输的电压信号后发出控制信号至语音报警装置和定位模块；语音报警装置发出语音警报，提醒误入人员撤离至电力线路6的安全范围内，同时，gps定位模块将此时挂接环1所处位置的地理坐标无线传输至远程监控器的上位机中，上位机内嵌的用于接收gps卫星定位信息的gps接收模块接收gp定位模块的地理坐标，并通过上位机显示，电力线路6监控机房的工作人员可以根据上位机的显示获取人员误入的地理位置坐标。
75.当误入人员在听到警报语音后远离了电力线路6，处于安全距离范围时，人体红外传感器401检测不到人体发出的红外信号，此时微处理器控制语音报警装置和定位模块停止工作；如若误入人员已受伤无法撤离或拒不撤离至安全范围的，人体红外传感器401会持续地传输电压信号至微处理器，微处理器控制语音报警装置和定位模块持续工作，此时语音报警装置会持续发出语音警报，上位机也会持续反复地显示同一位置的地理坐标，此地理位置坐标表示误入人员已受伤无法撤离或拒不撤离至安全范围的地理位置坐标，电力线路6监控机房的工作人员根据上位机的显示获取已受伤无法撤离或拒不撤离至安全范围的误入人员所在的地理位置，并及时地安排医护或抢险人员进行救治。
76.当两个相邻的杆塔之间的距离过大，连接的线缆中部下坠，使得线缆具有一定的弯曲弧度，红外测距传感器402的检测探头直对地面，并实时地测量放置块2与地面的高度距离，并将实时测量得到的放置块2与地面的高度距离传输至微处理器，当放置块2与地面的高度距离小于微处理器预设的安全地面的高度距离时，微处理器发出控制信号控制语音报警装置发出语音警报，提示作业人员在对电力线路6进行维护巡检等施工操作时，高吊车等的大型维修器械进入维修现场前需将电力线路6线缆的高度整修至安全施工范围后方可进行施工操作。
77.本实用新型不局限于以上所述的具体实施方式，以上所述仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。