一种安全防护设备的制作方法
【专利摘要】本申请公开了一种安全防护设备，所述设备应用于高压试验系统，该设备包括红外探测器、无线传感器、控制开关感应器、跳闸信号输出器及跳闸信号执行器；所述红外探测器输出第一信号；所述无线传感器输出第二信号；所述控制开关感应器输出第三信号；所述跳闸信号输出器，采集所述第一信号、第二信号及第三信号，当所述第一信号、第二信号及第三信号中至少一个信号满足与其相对应的预设跳闸条件时，输出跳闸信号；当接收到所述跳闸信号时，所述跳闸信号执行器断开所述高压试验系统中的高压设备与电源的电路连接，实现了当有人员进入或滞留在所述高压试验系统中的高压试验区时，断开所述高压试验系统中的高压设备与电源的连接，保证了相关人员的安全。
【专利说明】一种安全防护设备
【技术领域】
[0001]本申请涉及电力系统领域，尤其涉及一种安全防护设备。
【背景技术】
[0002]涉及电力的行业或企业，如电力系统、电力设备制造企业或科研机构等，需要利用高电压试验系统进行大量的电压试验。虽然有严格规范高压试验的操作章程，但实践中仍会发生由于试验人员的失误操作或违章作业而导致人身伤亡的情况。
[0003]高电压试验系统在运行过程中，涉及的主要区域包括加压试验区及电源控制台区。在所述加压试验区，会可能出现人员误入、滞留等情况，从而所述人员的人身安全遭到伤害。目前，国内还没有设计出对所述高电压试验中的人员安全起防护作用的系统，用以保护人员安全。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本申请提供了一种安全防护设备，用以解决在所述高电压系统运行高电压试验过程中人员的安全得不得防护的问题。
[0005]具体方案如下:
[0006]一种安全防护设备，所述设备应用于高压试验系统，所述设备包括:红外探测器、无线传感器、控制开关感应器、跳闸信号输出器及跳闸信号执行器；
[0007]所述红外探测器包括发射单元及接收单元；其中，所述发射单元用于发射红外信号；所述接收单元用于接收所述红外信号，并当有物体遮挡所述红外信号时，输出第一信号;
[0008]所述无线传感器包括低频控制器及感应标签；其中，所述感应标签，用于当接收所述低频控制器发射的探测信号时，发射感应信号；所述低频控制器，用于发射探测信号，并当接收到所述感应信号时输出第二信号；
[0009]所述控制开关感应器包括脚踏控制开关及开关信号采集器；其中，所述开关信号采集器与所述脚踏控制开关相连，用于当所述脚踏控制开关变为断开状态时，输出第三信号;
[0010]所述跳闸信号输出器，用于采集所述第一信号、第二信号及第三信号，当所述第一信号、第二信号及第三信号中至少一个信号满足与其相对应的预设跳闸条件时，输出跳闸信号;
[0011]所述跳闸信号执行器，用于当接收到所述跳闸信号时，断开所述高压试验系统中的高压设备与电源的电路连接。
[0012]优选的，还包括:控制信号处理器；
[0013]所述控制信号处理器，用于锁存所述第一信号，并在预设的一段时间内持续输出所述第一信号。
[0014]优选的，所述跳闸信号执行器包括:继电器的常闭开关；[0015]所述继电器的常闭开关，用于当接收到所述跳闸信号时，断开高压试验设备与电源的电路连接。
[0016]优选的,还包括:报警信号输出器；
[0017]所述报警信号输出器，用于采集所述第一信号、第二信号及第三信号，当所述第一信号、第二信号及第三信号中至少一个信号满足与其相对应的预设报警条件时，输出报警信号。
[0018]优选的，还包括报警信号执行器；所述报警信号执行器包括:继电器的常开开关及报警器；
[0019]所述继电器的常开开关，用于当接收到所述报警信号时，连通所述报警器与电源的电路连接；
[0020]所述报警器，用于当所述继电器的常开开关将该报警器与电源的电路连通后，发出报警信号。
[0021]由以上的技术方案可知，与现有技术相比，本申请提供了一种安全防护设备，该设备应用于高压试验系统，所述设备包括:红外探测器、无线传感器、控制开关感应器、跳闸信号输出器及跳闸信号执行器；所述红外探测器包括发射单元及接收单元；其中，所述发射单元用于发射红外信号；所述接收单元用于接收所述红外信号，并当有物体遮挡所述红外信号时，输出第一信号；所述无线传感器包括低频控制器及感应标签；其中，所述感应标签，用于当接收所述低频控制器发射的探测信号时，发射感应信号；所述低频控制器，用于发射探测信号，并当接收到所述感应信号时输出第二信号；所述控制开关感应器包括脚踏控制开关及开关信号采集器；其中，所述开关信号采集器与所述脚踏控制开关相连，用于当所述脚踏控制开关变为断开状态时，输出第三信号；所述跳闸信号输出器，用于采集所述第一信号、第二信号及第三信号，当所述第一信号、第二信号及第三信号中至少一个信号满足与其相对应的预设跳闸条件时，输出跳闸信号；所述跳闸信号执行器，用于当接收到所述跳闸信号时，断开所述高压试验系统中的高压设备与电源的电路连接。其中，所述第一信号表明出现了有人员进入所述电压试验区，所述第二信号表明有人员滞留在所述电压试验区，所述第三信号表明监控人员离开所述电源控制台区。所述方案实现了当出现了有人员进入所述加压试验区、人员滞留在所述加压试验区或监控人员离开所述电源控制台三种危险情况中的至少一种情况时，会生成跳闸信号，所述跳闸信号触发所述跳闸信号执行器断开高压设备与电源的电路连接，保障了相关人员的安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本申请提供的一种安全防护设备一个实施例的结构示意图；
[0024]图2为本申请提供的一种安全防护设备另一实施例的结构示意图；
[0025]图3为本申请提供的一种安全防护设备又一实施例的结构示意图；
[0026]图4为本申请提供的一种报警信号执行器的结构示意图；[0027]图5为本申请提供的一种高电压试验系统的结构图；
[0028]图6为本申请提供的一种红外探测器的电路结构示意图；
[0029]图7为本申请提供的一种锁存器的结构示意图；
[0030]图8为本申请提供的一种执行控制信号的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0031 ] 下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0032]在高压试验系统运行高压试验时，所述系统中的加压试验区产生强大的电压，人员必须保持在一定的安全距离范围外才能不受到人身伤害。当有人员进入或滞留在所述试验区内时，如果不采取一定防护措施，则可能造成人员的人身伤亡。为此，请参阅图1，其示出了本申请提供的一种安全防护设备的一个实施例的结构示意图。本实施例的设备应用于高压试验系统，所述设备可以包括:红外探测器101、无线传感器102、控制开关感应器103、跳闸信号输出器104及跳闸信号执行器105 ；
[0033]所述红外探测器101包括发射单元1011及接收单元1012 ;其中，所述发射单元1011用于发射红外信号；所述接收单元1012用于接收所述红外信号，并当有物体遮挡所述红外信号时，输出第一信号；
[0034]在所述高压试验系统的加压试验区，安放所述红外探测器101。安放的数目可以根据所述试验区的实际情况设定，请参阅图5，如在所述试验区的四周安放四个所述红外探测器Al、A2、A3和A4。其中，所述每一个红外探测器的发射单元及接收单元的安放位置可以设定，如将Al的发射单元放置于I处，将Al的接收单元放置于2处，将A2的发射单元放置于2处，将A2的接收单元放置于3处，以此类推进行放置，则所述四个红外探测器可以围成矩形的安全防护区域。需要说明的是，所述红外探测器的安放数目及安放顺序并不仅限于上述的实现方式，只要利用所述红外探测器形成防护区域，都属于本申请保护范围的技术方案。
[0035]所述红外探测器101的接收单元1012实现方式可以参阅图6，其是由LM358组成的电压比较器和电压跟随器。所述红外探测器101用于感应是否有人员越过所述防护区域，其工作原理为:接收发射单元1011发射的红外信号，并将所述红外信号的电压与预设的电源电压进行比较得到比较结果的输出信号，将所述输出信号经过电压跟随器进行信号的放大从而得到最终的输出信号，所述输出信号可以为某一范围内的高电平，如0.5V-2.5V。人员越入所述区域时会遮挡所述红外信号，此时输出信号为第一信号，可以为某一范围内的低电平，如OV-0.5V。所述第一信号表明出现了人员进入所述高压试验区的危险情况。
[0036]所述无线传感器102包括低频控制器1021及感应标签1022 ;其中，所述感应标签1022，用于当接收所述低频控制器1021发射的探测信号时，发射感应信号；所述低频控制器1021，用于发射探测信号，并当接收到所述感应信号时输出第二信号；
[0037]请参阅图5，所述无线传感器102设置在所述高压试验系统中的高压试验区，其包括的低频控制器1021发射某一频率如125KHZ的探测信号，在所述高压试验区内形成圆形的安全防护区域。人员佩戴有感应标签1022，如RFID标签，所述感应标签用于感应所述探测信号。当所述人员滞留在所述安全防护区域内时，所述感应标签会接收到所述低频控制器1021发射的探测信号，并发射某一频率如433KHz的感应信号。所述低频控制器1021接收到所述感应信号后，则立即输出第二信号。
[0038]需要说明的是，所述第二信号可以为某一幅值范围的高电平，也可以为某一幅值范围的低电平，相应的，将所述范围的高电平或所述范围的低电平作为与第二信号相对应的跳闸条件。所述第二信号表明所述高压试验区内出现了人员滞留的危险情况。
[0039]所述控制开关感应器103包括脚踏控制开关1031及开关信号采集器1032 ;其中，所述开关信号采集器1032与所述脚踏控制开关1031相连，用于当所述脚踏控制开关1031变为断开状态时，输出第三信号；
[0040]请参阅图5，所述控制开关感应器103设置在所述高压试验系统中的电源控制台区域，另外，所述电源控制台区域内安装有交流接触器，用于给所述高压试验系统中的高压设备提供电源。具体的工作过程为:当所述交流接触器闭合，且当监控人员踩住所述脚踏控制开关1031时，所述高压试验系统中的高压设备才能运行高压试验。当监控人员离开所述区域，则会使所述脚踏控制开关1031由闭合状态变为断开状态。所述开关信号采集器1032与所述脚踏控制开关1031相连，当其检测到所述脚踏控制开关1031变为断开状态时，输出第二 号。
[0041]需要说明的是，所述第三信号可以为某一幅值范围的高电平，也可以为某一范围的低电平，相应的，将所述范围的高电平或所述范围的低电平作为与第三信号相对应的跳闸条件。所述第三信号表明出现了监控人员离开电源控制台区域的危险情况。
[0042]所述跳闸信号输出器104，用于采集所述第一信号、第二信号及第三信号，当所述第一信号、第二信号及第三信号中至少一个信号满足与其相对应的预设跳闸条件时，输出跳闸信号；
[0043]所述第一信号、第二信号、第三信号分别对应有预设的跳闸条件，例如:与所述第一信号、第二信号及第三信号相对应的跳闸条件均为某一范围的低电平，如0V-0.5V。所述跳闸信号输出器104分别检测所述第一信号、第二信号及第三信号，当所述三个信号中至少一个信号满足0V-0.5V时，输出跳闸信号。所述跳闸信号表明出现了人员进入所述高压试验区、人员滞留在所述高压试验区、监控人员离开电源控制台三种危险情况中的至少一种危险情况。
[0044]需要说明的是，所述相对应的跳闸条件只是一种对应方式，现有技术中其他形式的对应方式也在本申请的保护范围内。
[0045]所述跳闸信号执行器105，用于当接收到所述跳闸信号时，断开所述高压试验系统中的高压设备与电源的电路连接。
[0046]所述跳闸信号执行器与所述高压设备串联，与电源形成电路回路。当所述跳闸信号执行器105接收到所述控制信号输出器104输出的跳闸信号时，执行断开动作，以使所述高压试验系统中的高压设备与电源的电路回路断开。
[0047]优选的，所述控制执行器的一种实现方式为继电器的常闭开关，具体电路结构图请参阅图8，所述继电器为JQX — 115F型继电器，可以通过8A的控制电流，如需更大的控制电流，可以再加一级中间继电器。JQX — 115F型继电器有常闭开关QS2，将所述常闭开关QS2串联接至交流接触器的控制线圈回路中，当接收到所述跳闸信号时，所述继电器的常闭开关QS2断开，则断开了所述高压试验系统中的高压设备与电源的电路连接。
[0048]由以上的技术方案可知，本实施例提供了一种安全防护设备，该设备应用于高压试验系统，所述设备包括：红外探测器、无线传感器、控制开关感应器、跳闸信号输出器及跳闸信号执行器；所述红外探测器包括发射单元及接收单元；其中，所述发射单元用于发射红外信号；所述接收单元用于接收所述红外信号，并当有物体遮挡所述红外信号时，输出第一信号；所述无线传感器包括低频控制器及感应标签；其中，所述感应标签，用于当接收所述低频控制器发射的探测信号时，发射感应信号；所述低频控制器，用于发射探测信号，并当接收到所述感应信号时输出第二信号；所述控制开关感应器包括脚踏控制开关及开关信号采集器；其中，所述开关信号采集器与所述脚踏控制开关相连，用于当所述脚踏控制开关变为断开状态时，输出第三信号；所述跳闸信号输出器，用于采集所述第一信号、第二信号及第三信号，当所述第一信号、第二信号及第三信号中至少一个信号满足与其相对应的预设跳闸条件时，输出跳闸信号；所述跳闸信号执行器，用于当接收到所述跳闸信号时，断开所述高压试验系统中的高压设备与电源的电路连接。
[0049]需要说明的是，所述第一信号表明出现了有人员进入所述电压试验区，所述第二信号表明有人员滞留在所述电压试验区，所述第三信号表明监控人员离开所述电源控制台区。所述方案实现了当出现了有人员进入所述加压试验区、人员滞留在所述加压试验区或监控人员离开所述电源控制台三种危险情况中的至少一种情况时，会生成跳闸信号，所述跳闸信号触发所述跳闸信号执行器断开高压设备与电源的电路连接，保障了相关人员的安全。
[0050]在上述实施例提供的技术方案中，所述高压试验系统的高压试验区四周设置有红外探测器，所述红外探测器的发射单元发射红外信号，当有人员进入所述高压试验区时，会遮挡所述红外信号，从而使所述红外探测器的接受单元因不能接收到所述红外信号而产生第一信号，进而所述跳闸信号输出器输出跳闸信号，所述跳闸信号执行器断开电路连接。但由于人员遮挡所述红外信号只是一个短暂的过程，导致所述红外探测器也随之是在一个短暂的过程中输出所述第一信号，可能导致不能持续驱动所述跳闸信号执行器保存断开状态。因此，请参阅图2，其示出了一种安全防护设备的另一个实施例的结构示意图，其在上述实施例基础上，还包括：控制信号处理器106 ；
[0051]所述控制信号处理器106，用于锁存所述第一信号，并在预设的一段时间内持续输出所述第一信号。
[0052]所述红外探测器101输出第一信号，所述第一信号是短暂的信号，为了保证在预设的一段时间内持续输出所述第一信号，需要对所述第一信号进行锁存。所述控制信号处理器106的一种实现方式为非门及锁存器，其中，所述非门是在当所述第一信号输出的是低电平脉冲的情况下将所述第一信号转换为高电平脉冲，将所述高电平脉冲接入锁存器的输入端，实现将所述高电平的第一信号锁存。所述锁存器的一种结构示意图如图7所示的74HC373锁存器。其中，所述锁存器的ENG端信号为锁存使能信号，输出端Q经非门接至所述ENG端，当所述ENG端为低电平时，所述锁存器处于禁止锁存并读锁存模式。
[0053]所述控制信号处理器106的非门将低电平脉冲第一信号转换为高电平脉冲，所述高电平脉冲输入所述锁存器的输入端D，此时输入端D为高电平，输出端Q为高电平，ENG端为低电平，锁存器处于读锁存模式，则所述输出端Q将持续输出高电平。
[0054]需要说明的是，当所述第一信号为高电平时，则所述控制信号处理器不包含所述非门，即所述高电平第一信号直接输入至所述锁存器的输入端，实现锁存的功能。
[0055]由以上的技术方案可知，本实施例提供了一种安全防护设备，所述设备中在第一个实施例的基础上包含有控制信号处理器106。所述控制信号处理器106，用于锁存所述第一信号，并在预设的一段时间内持续输出所述第一信号。其中，所述第一信号表明出现了有人员进入所述高压试验系统中的高压试验区的危险情况，本实施例提供的技术方案实现了当出现所述危险情况时，将所述第一信号进行锁存输出，保证在一段时间内持续输出第一信号。所述第一信号触发生成的跳闸信号可以在一段时间内持续输出，从而保证所述跳闸信号触发所述跳闸信号执行器105在持续的一段时间内处于将电路回路断开的状态，进一步保证所述人员的人身安全。
[0056]参阅图3，其示出了本申请提供的一种安全防护设备又一个实施例的结构示意图，所述设备应用于高压试验系统，本实施例在第一种实施例的基础上还包括：报警信号输出器107，报警信号执行器108;
[0057]所述报警信号输出器107，用于采集所述第一信号、第二信号及第三信号，当所述第一信号、第二信号及第三信号中至少一个信号满足与其相对应的预设报警条件时，输出报警信号；
[0058]所述第一信号、第二信号、第三信号分别对应有预设的报警条件，例如：与所述第一信号、第二信号及第三信号相对应的跳闸条件均为某一范围的低电平，如0V-0. 5V。所述报警信号输出器107分别检测所述第一信号、第二信号及第三信号，当所述三个信号中至少一个信号满足0V-0. 5V时，输出报警信号。所述报警信号表明出现了人员进入所述高压试验区、人员滞留在所述高压试验区、监控人员离开电源控制台三种危险情况中的至少一种危险情况。
[0059]需要说明的是，所述相对应的报警条件只是一种对应方式，现有技术中其他形式的对应方式也在本申请的保护范围内。
[0060]请参阅图4，所述报警信号执行器108包括继电器的常开开关1081及报警器1082 ;所述继电器的常开开关1081，用于当接收到所述报警信号时，连通所述报警器与电源的电路连接；所述报警器1082，用于当所述继电器的常开开关1081将该报警器1082与电源的电路连通后，发出报警信号。
[0061]所述报警信号执行器108中的继电器的常开开关1081与所述报警器1082串联，并与电源VCC形成电路回路。具体电路结构图请参阅图8，所述继电器为JQX — 115F型继电器，可以通过8A的控制电流，如需更大的控制电流，可以再加一级中间继电器。JQX — 115F型继电器有常开开关QSl，将所述常开开关QSl与电源VCC和报警器构成串联回路。当接收到所述报警信号输出器107输出的报警信号时,所述继电器的常开开关QSl闭合,则所述报警器1082与所述电源VCC的电路回路连通，报警器1082发出报警信号。
[0062]由以上的技术方案可知，本实施例提供了一种安全防护设备，所述设备在第一个实施例的基础上包括报警信号输出器107及报警信号执行器108。所述报警信号输出器107，用于采集所述第一信号、第二信号及第三信号，当所述第一信号、第二信号及第三信号中至少一个信号满足与其相对应的预设报警条件时，输出报警信号；所述报警信号执行器108包括继电器的常开开关1081及报警器1082 ;所述继电器的常开开关1081，用于当接收到所述报警信号时，连通所述报警器与电源的电路连接；所述报警器1082，用于当所述继电器的常开开关1081将该报警器1082与电源的电路连通后，发出报警信号，从而实现了当出现了危险情况时产生报警信号，以体醒相关人员所述危险情况的存在并进行消除危险的措施，进一步地起到了安全防护的作用。
[0063]需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
[0064]以上对本发明所提供的一种安全防护设备进行了详细介绍，对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种安全防护设备，其特征在于，所述设备应用于高压试验系统，所述设备包括:红外探测器、无线传感器、控制开关感应器、跳闸信号输出器及跳闸信号执行器； 所述红外探测器包括发射单元及接收单元；其中，所述发射单元用于发射红外信号；所述接收单元用于接收所述红外信号，并当有物体遮挡所述红外信号时，输出第一信号；所述无线传感器包括低频控制器及感应标签；其中，所述感应标签，用于当接收所述低频控制器发射的探测信号时，发射感应信号；所述低频控制器，用于发射探测信号，并当接收到所述感应信号时输出第二信号； 所述控制开关感应器包括脚踏控制开关及开关信号采集器；其中，所述开关信号采集器与所述脚踏控制开关相连，用于当所述脚踏控制开关变为断开状态时，输出第三信号；所述跳闸信号输出器，用于采集所述第一信号、第二信号及第三信号，当所述第一信号、第二信号及第三信号中至少一个信号满足与其相对应的预设跳闸条件时，输出跳闸信号; 所述跳闸信号执行器，用于当接收到所述跳闸信号时，断开所述高压试验系统中的高压设备与电源的电路连接。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括:控制信号处理器； 所述控制信号处理器，用于锁存所述第一信号，并在预设的一段时间内持续输出所述第一信号。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述跳闸信号执行器包括:继电器的常闭开关; 所述继电器的常闭开关，用于当接收到所述跳闸信号时，断开高压试验设备与电源的电路连接。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，还包括:报警信号输出器； 所述报警信号输出器，用于采集所述第一信号、第二信号及第三信号，当所述第一信号、第二信号及第三信号中至少一个信号满足与其相对应的预设报警条件时，输出报警信号。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，还包括:报警信号执行器；所述报警信号执行器包括:继电器的常开开关及报警器； 所述继电器的常开开关，用于当接收到所述报警信号时，连通所述报警器与电源的电路连接； 所述报警器，用于当所述继电器的常开开关将该报警器与电源的电路连通后，发出报警信号。
【文档编号】H03K17/94GK103489283SQ201310451368
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】贺伟军, 王坚诚, 王立军, 虞伟, 李宽如, 姜才军, 戴浩斌 申请人:国家电网公司, 国网浙江岱山县供电公司