專利名稱：高壓電力安全報警裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在高壓電力系統作業中，防止誤登帶電塔桿及誤入帶電間隔的安全報警裝置。
防止誤入高壓間隔及誤登帶電桿塔，是電力系統“五防”中的一個重要內容，也是目前一個無法有效解決的難題。盡管人們采取了諸如加強工作監護制度、懸掛普通警告牌、涂刷色標等一系列安全措施，但在戶外誤入帶電間隔、誤登帶電設備而發生的人身觸電事故仍然居高不下。“人身觸電身亡”是長期困擾著電力系統的作業及威脅著電力用戶一線職工的生命安全。目前，有一種可用于電力系統的語言報警器，其采用紅外感應原理，主要由高熱電系數的鍺鈦酸鉛陶瓷以及鉭酸鋰、硫酸泔汰元件等配合濾光窗口組成，能以非接觸形式檢測出物體放射出來的紅外線能量變化，并將其變成電信號輸出。該裝置由于對溫度的變化比較敏感，當在冬、夏溫差很大的環境中，其工作的可靠性就很難把握。因此，目前在高壓電網防誤入間隔，防誤登帶電桿塔領域還沒有一種十分理想的安全報警裝置可供使用。
本實用新型的目的是要提供一種既能對高壓電氣設備有電、無電進行監測，又能對進入非安全區域的人員進行監測，同時，發出語音報警的并且不受環境、溫度變化的影響，工作可靠性高，安裝方便的安全報警裝置。
本實用新型的技術方案是將該安全報警裝置安裝在高壓帶電體下方或左右，當人進入該裝置探測到的非安全區域時，該裝置的雷達探測回路即可探測到并將探測到的信號放大處理后，變成電信號去控制語音電路工作；當電氣設備帶電時，該裝置的高壓感電路接受電場能并經放大，整形變成控制信號與雷達探測的信號共同作用于邏輯判斷電路，使語音電路工作并發出高壓危險禁止攀登等警示語。當電氣設備已停電，高壓感應電路感應不到高壓帶電信號，同樣與雷達探測信號共同作用于邏輯判斷電路，使語音電路發出設備已停電，工作請注意安全等的提示語。該高壓電力安全報警安全裝置的特點在于該裝置由雷達探測電路、高壓感應電路、時基電路、邏輯判斷電路和語音電路組成；雷達探測電路的輸出端經二極管D12接時基電路IC12的2腳、二極管D12的正極端接時基電路IC12的2腳、負極端按雷達探測電路的輸出端；時基電路IC12的3腳(輸出端)經二極管D13接至或非門F1的兩輸入端，時基電路IC12的8腳接電源正極端，6、7腳經電容C114接地，6、7腳與4、8腳之間還接有一電阻R114；高壓感應電路的輸出端接或非門F3的兩輸入端；邏輯判斷電路由或非門F1、F2、F3、F4組成，或非門F1的輸出端接或非門F2的第一輸入端和或非門F4的第二輸入端，或非門F3的兩輸入端與或非門F4的第一輸入端相連接，或非門F4的輸出端B與語音電路的相應觸發端相連接；或非門F3的輸出端連接或非門F2的第二輸入端，或非門F2的輸出端A與語音電路的相應觸發端相連接。
本實用新型的另一特點是在所述的雷達探測電路的輸出端還接有一遙控接收電路，即遙控接收電路的輸出端經電阻R318接三極管T33的基極，三極管T33射極接地，集電極接時基電路IC12的2腳；集電極同時經電阻R316接電源正極。與之配套使用的還有一遙控發射裝置(電路)。
本實用新型的優點及效果是由于采用了雷達探測技術、高壓感應技術、無線電遙控技術和語音技術，能準確地探測到高壓電場是否存在，以及在非安全區域內移動物體(人)的存在，從而發出語音報警，并且不受環境溫度的影響，工作準確可靠。并且還可通過無線電遙控對其進行自檢，進一步提高了可靠性。為電力系統及用戶高壓作業解決了誤登帶電桿塔、誤進帶間隔而造成了人身傷亡的難題，保障了電力職工的生命安全。


圖1為本實用新型結構示意圖。
圖2為雷達探測部分電路圖。
圖3為高壓感應部分電路圖。
圖4為邏輯判斷及語音部分電路圖。
圖5為遙控發射部分電路圖。
圖6為遙控接收部分電路圖。
如圖1，該安全報警裝置由高壓感應電路，雷達探測電路，時基集成電路IC12(NE555)及其外圍元件二極管D12、D13、電阻R114、電容C114，邏輯判斷電路(或非門F1、F2、F3、F4)及語音電路組成。使用時，將該報警裝置安裝在高壓帶電體下方(或左右)，當人進入到該裝置的雷達探測到的非安全區域時，雷達探測回路將探測到的信號經放大延時處理輸入邏輯判斷電路。當電氣設備帶電時，高壓感應電路感應到高壓電場能并經放大、整形變成控制信號，與雷達探測到的信號共同作用于邏輯判斷電路使語音電路工作，發出“禁止攀登高壓危險”等語言，及時提醒已誤入帶電間隔或誤登帶電桿塔的人員，停止錯誤行為；當電氣設備確已停電，高壓感應電路感應不到高壓電場的存在，同樣將無電場信號輸入邏輯判斷電路，與雷達探測控制信號共同作用于邏輯判斷電路，使語音電路發出“設備已停電，工作請注意安全”的提示語言。為了能夠判斷安全報警裝置自身工作是否正常和電氣設備是否帶電，在雷達探測電路的輸出端還接有一遙控接收電路，與之配套使用的還有一遙控發射裝置。可在攀登桿塔或靠近電力設備之前，用遙控的方式使安全報警裝置發出語音，對該裝置和其監視的電氣設備進行自檢自測。
如圖2，該部分為雷達探測電路，主要由大規模集成電路芯片IC11(HT7610雷達發射接收電路)及其外圍元件組成。HT7610內部有A1、A2兩級運算放大、比較、定時、振蕩、狀態控制等電路，其作用是發射和接收電磁波信號，并將接收到的信號經放大、整形、產生控制信號輸出。系統振蕩電路輸入端DS1通過外接電阻R13、電容C11產生16KHZ系統頻率，經內部處理后形成高頻脈沖信號從IC11的9腳輸出，經由三極管T11及電阻R19、R110、R111、電容C110等組成的放大電路放大并從天線TX向四周發射(發射范圍達360°)。同時，當天線接收到外界物體移動引起反射波之變化時，該變化信號經電感L11、L12輸入第一級運放A1的正端A1+。電阻R16、電容C16等組成第一級運放A1的比例積分放大電路，放大倍數由R16調整。輸入信號經A1放大后從IC11的13腳A10輸出，經電阻R17、電容C18輸入到第2級運放A2的負端A2-，再經由電阻R18、W11、電容C17組成的第二級比例積分放大電路放大后，通過IC11內部比較延時、過零檢測等處理，濾除干擾把物體移動的反射變化量變成低電平從IC11的第2腳(out端)輸出。通過二極管D12鉗位，使時基電路IC12的2腳電位拉低，并從IC12的3腳輸出高電平，經邏輯判斷電路觸發語音電路工作(見圖1)。OS2為定時振蕩輸入端，改變外接電阻R12、電容C12的值，可改變所需的掃描間隔定時時間，調節可調電阻W11的阻值，即可改變第2級運放A2的放大倍數，從而可改變雷達的遙測距離。圖中電阻R11、R12、R13、R14、電容C11、C12、C14、C13、C111與IC11(HT7610)組成雷達探測邏輯判斷雷達信號發生電路。電阻電容R15、R16、R17、R18、C15、C16、C17、C18、C19組成雷達探測輸入信號運算放大電路。電阻R110、R19、R111、R112、電容CC110、三極管T11、二極管D11、電感L11、L12組成雷達發射，接收信號放大電路。
如圖3，該部分為高壓感應部分電路，由感應片GY，及場效應管J12，時基電路IC21(NE555)及其外圍電阻電容元件R22、R21、R23、R24、C11、C11、二極管D21接成高壓判斷電路，電壓比較器IC22(A1、A2)及其外圍電阻電容元件R25、R26、R27、R28、R29、C23等組成電壓比較電路組成。感應片GY與場效應管J21的柵極相連接并經電阻21接地，電阻R22接電源。當感應片GY沒有設備感應到電場信號時(即電氣設備無電時)，場效應管J21的漏源極電阻很小，IC21的第4腳處于低電平狀態，封鎖了IC21(NE555)的輸出，這時其輸出端(3腳)為低電平，使電壓比較電路IC22的A1-端電位低于A1+端，A1輸出高電平，因而使A2也輸出高電平，發光二極管DE21發亮，指示設有高壓感應。而當安全報警裝置的周圍有高壓存在時，感應片GY感應到電場信號，場效應管J21漏源極電阻增大，使IC21的第4腳電位升高，當其電位大于1伏時，接成自激振蕩電路的IC21(NE555)將振蕩產生的脈沖方波從3腳輸出，經二極管D21向電容C23充電，使電容C23電壓升高，當該電位高于IC22的A+1端時，電壓比較器A1輸出低電平，并使A2也輸出低電平，發光二極管DE21滅，指示周圍有高壓電場存在。該信號同時輸入到邏輯判斷電路。電路中改變電阻R22的阻值，可以調整高壓感應的靈敏度，從而改變高壓感應的距離。
如圖4，該部分為邏輯判斷及語音部分電路，邏輯判斷電路由4個或非門F1、F2、F3、F4組成即IC41(74LS02)，語音電路由IC42即語言芯片SR4412及由電阻R42、R43、R44，電容C41、C42及三極管T41、T42組成的放大電路組成。當來自高壓感應電路的信號為低電平信號(即有高壓電場)，來自雷達探測電路或遙控接收電路的控制信號(高電平)使邏輯判斷電路的B端輸出高電平，觸發語言芯片IC42，輸出相應“高壓危險……”等語音信號，經放大電路放大推動揚聲器發出語音。當高壓感應控制為高電平時(即無高壓電場)，來自雷達或遙控的控制信號(高電平)使邏輯判斷電路的A端輸出高電平，觸發語言芯片IC42，輸出相應“電網已停電……”等語音。語言芯片SR4412可根據需要事先永久性錄入4句語音，相對于IC41的A、B端與IC42的S1-S4端不同的接法將發出不同的聲音。
如圖5，該部分為遙控發射部分電路，遙控發射電路由無線電發射電路芯片IC31(PT2262)及其外圍元件電阻R31、R32、R33、R34，電容C31、C32、C33、C34及三極管T31、發射線圈L31、開關AN、發光二極管DE31組成，其振蕩電路外接電阻R32使電路產生260MHZ的射頻信號，當AN按下時，射頻信號經三極管T31高頻放大，并通過線圈L31向四周發射無線電控制信號，PT2262芯片中的A0-A7、D0-D3十一個管腳通過接到電源、接地或懸空等不同的連接方式進行編碼加密，不重復碼高達32萬組，可使遙控發射器與接收器進行一一對應遙控操作，這種只有編、解碼完全一致時才能實現的遙控方式，能夠保證安全報警裝置可靠的工作。
如圖6，該部分為遙控接收部分電路，由無線電接收電路芯片IC33(PT2272)及其外圍元件即由電阻R35、R36、R37、R38、R39，電容C35、C36、C37、C38、C39、C310、C313和三極管T32、二極管D31組成的高頻放大電路，放大芯片IC32(LM358N)及其外圍元件R310、R312、R311、R313、R314、R315、電容C316、C315、C314、C312、C311以及天線L32以及電阻R316、R317、R318組成。當天線L32接收到發射信號后，經高頻放大電路放大，從二極管T32的集電極向放大芯片IC32輸出射頻控制信號，經IC32內部兩級運放后，從IC32的7腳向接收組件IC33輸入控制信號。IC33振蕩電路外接電阻R317使電路產生與發射電路完全一致的射頻振蕩波形，IC33接收到射頻控制信號后，經解碼比較、判斷無誤后，從17腳輸出高電平，該高電平使三極管T33導通，三極管T33的集電極接到IC12(NE555)的2腳(見圖1)，三極管T33的導通使IC12的2腳電位變低，并從IC12的3腳輸出高電平，該電平信號(遙控信號)與高壓感應電路部分的控制信號共同作用于邏輯判斷電路，從A端(或B端)輸出一高電平觸發語音電路工作。
權利要求1.一種高壓電力安全報警裝置，其特征在于由雷達探測電路、高壓感應電路、時基電路、邏輯判斷電路和語音電路組成；雷達探測電路的輸出端經二級管D12接時基電路IC12的2腳，二級管D12的正極端接IC12的2腳、負極端接雷達探測電路的輸出端；時基電路IC12的3腳(輸出端)經二極管D13接至或非門F1的兩輸入端，時基電路IC12的8腳接電源正極端，6、7腳經電容C14接地，6、7腳與4、8腳之間還接有一電阻R114；高壓感應電路的輸出端接或非門F3的兩輸入端；邏輯判斷電路由或非門F1、F2、F3、F4組成，或非門F1的輸出端接或非門F2的第一輸入端和或非門F4的第2輸入端，或非門F3的兩輸入端與或非門F4的第1輸入端相連接，或非門F4的輸出端B與語音電路的相應觸發端相連接；或非門F3的輸出端連接或非門F2的第2輸入端，或非門F2的輸出端A與語音電路的相應觸發端相連接。
2.如權利要求1所述的一種高壓電力安全報警裝置，其特征在于在所述的雷達探測電路的輸出端還接有一遙控接收電路，即遙控接收電路的輸出端經電阻R318接三極管T33的基極，三極管T33射極接地，集電極接時基電路IC12的2腳；集電極同時經電阻R316接電源正極；與之配套使用的還有一遙控發射裝置。
專利摘要一種高壓電力安全報警裝置,其特點是由雷達探測電路、高壓感應電路、時基電路、邏輯判斷電路和語音電路組成;雷達探測電路的輸出連接邏輯判斷電路的輸入端;高壓感應電路的輸出經時基電路連接邏輯判斷電路的另一輸入端,邏輯判斷電路的輸出端連接語音電路的觸發端。該裝置能準確地探測到高壓電場是否存在,以及在非安全區域內移動物體(人)的存在,從而發出語音報警,并且不受環境溫度的影響,工作準確可靠。有效解決了電力系統人身傷亡的難題。
文檔編號G01R29/12GK2391251SQ99245839
公開日2000年8月9日 申請日期1999年9月29日 優先權日1999年9月29日
發明者張小平, 陳浩 申請人:張小平, 陳浩