本實(shí)用新型涉及一種換流站直流高壓的安全距離報(bào)警裝置。

背景技術(shù)：

換流站是指在高壓直流輸電系統(tǒng)中，為了完成將交流電變換為直流電或者將直流電變換為交流電的轉(zhuǎn)換，并達(dá)到電力系統(tǒng)對(duì)于安全穩(wěn)定及電能質(zhì)量的要求而建立的站點(diǎn)。換流站的控制調(diào)節(jié)和保護(hù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)下列功能：停、送直流功率，控制電力潮流的方向，調(diào)節(jié)潮流的數(shù)量和其他電氣參量，處理和限制換流閥非正常運(yùn)行和交、直流系統(tǒng)干擾所造成的影響，保護(hù)換流站的設(shè)備，以及監(jiān)測(cè)換流站的各種參量。換流站及直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行性能和安全可靠程度與控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)的性能和可靠程度密切相關(guān)，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行也有重要的影響。

由于換流站是屬于高壓系統(tǒng)，因此電力人員在換流站中進(jìn)行電力維護(hù)時(shí)都必要遵守國(guó)家電力行業(yè)高壓操作規(guī)范的相關(guān)規(guī)定。但是換流站的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此換流站周圍的電場(chǎng)都是復(fù)雜多變的，如果換流站發(fā)生故障時(shí)，換流站周圍的電場(chǎng)更是不確定的，即使電力人員完全遵守國(guó)家電力行業(yè)高壓操作規(guī)范的規(guī)定也會(huì)發(fā)生意外觸電事故。

例如，2014年10月，某供電局工作人員在35kV舍塊變電站預(yù)試定檢作業(yè)準(zhǔn)備過(guò)程中，與帶電10KV避雷器安全距離不足發(fā)生人身觸電事故，造成1人死亡；2014年12月，在500kV青山乙線開展地線融冰試驗(yàn)中，某超高壓的工作人員上塔拆除21#大號(hào)側(cè)引流線，發(fā)生1起人身觸電事故，造成1人死亡；2015年1月，某供電局輸變電管理所巡維班人員在抄錄35kV鳳山站變電設(shè)備銘牌信息時(shí)，發(fā)生1起人身觸電事故，造成1人死亡。究其原因，除了工作人員的大意外，高壓設(shè)備是否帶電、作業(yè)人員是否進(jìn)入高場(chǎng)強(qiáng)區(qū)、是否接近規(guī)程規(guī)定的最小安全距離，均沒有明顯的報(bào)警提示。特別是電力系統(tǒng)外的施工人員往往不懂高壓，可能根本沒有在高壓電力設(shè)備附近施工一定要有的安全距離的概念，因此發(fā)生事故就不可避免了。

有鑒于此，確有必要提供一種換流站直流高壓的安全距離報(bào)警裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種換流站直流高壓的安全距離報(bào)警裝置，以向電力現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員提供實(shí)時(shí)的警報(bào)信息，保障電力現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的人身安全。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是：

一種換流站直流高壓的安全距離報(bào)警裝置，其包括單片機(jī)、至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)以及至少一個(gè)超聲波傳感器，旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)的輸出端依次經(jīng)放大電路、濾波電路以及電平抬升電路后與單片機(jī)的第一輸入接口電連接，超聲波傳感器的輸出端與單片機(jī)的第二輸入接口電連接，單片機(jī)的第一輸出接口電連接有語(yǔ)音模塊，語(yǔ)音模塊上設(shè)有喇叭，單片機(jī)的第二輸出接口電連接有發(fā)光二極管。

當(dāng)電力現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員在使用本報(bào)警裝置時(shí)，旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)用于不斷檢測(cè)作業(yè)人員所處位置的感應(yīng)電場(chǎng)，旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)將相應(yīng)的感應(yīng)電場(chǎng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳送至單片機(jī)，單片機(jī)內(nèi)設(shè)有電場(chǎng)信號(hào)成型模塊，當(dāng)感應(yīng)電場(chǎng)超出安全范圍時(shí)，單片機(jī)控制語(yǔ)音模塊發(fā)出警報(bào)的聲音，同時(shí)控制發(fā)光二極管發(fā)光；超聲波傳感器用于不斷檢測(cè)作業(yè)人員所處位置與高壓設(shè)備的距離，當(dāng)旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)測(cè)出感應(yīng)電場(chǎng)后，相應(yīng)地利用超聲波傳感器測(cè)出該感應(yīng)電場(chǎng)對(duì)應(yīng)電場(chǎng)源與作業(yè)人員的距離，從而達(dá)到向電力現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員提供實(shí)時(shí)的警報(bào)信息，保障電力現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的人身安全。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)的數(shù)量為三個(gè)，三個(gè)旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)分別位于單片機(jī)的上方、前方、以及左方三個(gè)方位上，三個(gè)旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)的輸出端分別并聯(lián)連接在一第一CD4051芯片開關(guān)的輸入端上，第一CD4051芯片的輸出端依次經(jīng)放大電路、濾波電路以及電平抬升電路后與單片機(jī)的第一輸入接口電連接。多個(gè)旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)一起測(cè)量以確保不會(huì)出現(xiàn)漏測(cè)或者測(cè)不到的情況，同時(shí)三個(gè)旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)分別測(cè)量不同方向的電場(chǎng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)三維測(cè)量，第一CD4051芯片依次分時(shí)接通三個(gè)旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)，先后將三個(gè)旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)的信號(hào)傳送給單片機(jī)。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述超聲波傳感器的數(shù)量為四個(gè)，四個(gè)超聲波傳感器分別處于單片機(jī)的前方、上方、左方以及右方四個(gè)方位上，四個(gè)超聲波傳感器的輸出端分別并聯(lián)在一第二CD4051芯片開關(guān)的輸入端上，第二CD4051芯片開關(guān)的輸出端與單片機(jī)的第二輸入接口電連接。該部分的主要功能是，針對(duì)三個(gè)旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)所測(cè)量的三個(gè)方向上的電場(chǎng)強(qiáng)度的比較結(jié)果，測(cè)量電場(chǎng)強(qiáng)度較大方向上的障礙物距離，當(dāng)上方的旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)所測(cè)值較大，則選通上方的超聲波傳感器；當(dāng)前方的旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)所測(cè)值較大，則選通前方的超聲波傳感器；當(dāng)左方的旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)所測(cè)值較大，則依次選通左、右方的超聲波傳感器。

進(jìn)一步地，所述語(yǔ)音模塊為WT2003M02模塊，單片機(jī)的第一輸出接口經(jīng)電平轉(zhuǎn)換電路與WT2003M02模塊電連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本報(bào)警裝置能向電力現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員提供實(shí)時(shí)的警報(bào)信息，保障電力現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的人身安全；同時(shí)可以測(cè)出不同方位的感應(yīng)電場(chǎng)，以及該感應(yīng)電場(chǎng)對(duì)應(yīng)電場(chǎng)源與作業(yè)人員的距離。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型換流站直流高壓的安全距離報(bào)警裝置的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本實(shí)用新型，而非對(duì)本實(shí)用新型的限定。另外還需要說(shuō)明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分而非全部?jī)?nèi)容。

實(shí)施例

如圖1所示，一種換流站直流高壓的安全距離報(bào)警裝置，其包括單片機(jī)1、三個(gè)旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)2以及四個(gè)超聲波傳感器3。

三個(gè)旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)2分別位于單片機(jī)1的上方、前方、以及左方三個(gè)方位上，三個(gè)旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)2的輸出端分別并聯(lián)連接在一第一CD4051芯片開關(guān)4的輸入端上，第一CD4051芯片4的輸出端依次經(jīng)放大電路5、濾波電路6以及電平抬升電路7后與單片機(jī)1的第一輸入接口電連接。多個(gè)旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)一起測(cè)量以確保不會(huì)出現(xiàn)漏測(cè)或者測(cè)不到的情況，同時(shí)三個(gè)旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)分別測(cè)量不同方向的電場(chǎng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)三維測(cè)量，第一CD4051芯片依次分時(shí)接通三個(gè)旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)，先后將三個(gè)旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)的信號(hào)傳送給單片機(jī)。

超聲波傳感器3的數(shù)量為四個(gè)，四個(gè)超聲波傳感器3分別處于單片機(jī)1的前方、上方、左方以及右方四個(gè)方位上，四個(gè)超聲波傳感器3的輸出端分別并聯(lián)在一第二CD4051芯片開關(guān)8的輸入端上，第二CD4051芯片開關(guān)8的輸出端與單片機(jī)1的第二輸入接口電連接。該部分的主要功能是，針對(duì)三個(gè)旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)所測(cè)量的三個(gè)方向上的電場(chǎng)強(qiáng)度的比較結(jié)果，測(cè)量電場(chǎng)強(qiáng)度較大方向上的障礙物距離，當(dāng)上方的旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)所測(cè)值較大，則選通上方的超聲波傳感器；當(dāng)前方的旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)所測(cè)值較大，則選通前方的超聲波傳感器；當(dāng)左方的旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)所測(cè)值較大，則依次選通左、右方的超聲波傳感器。

單片機(jī)1的第一輸出接口電連接有語(yǔ)音模塊9，語(yǔ)音模塊9上設(shè)有喇叭10，單片機(jī)1的第二輸出接口電連接有發(fā)光二極管11。其中，語(yǔ)音模塊9為WT2003M02模塊，單片機(jī)1的第一輸出接口經(jīng)電平轉(zhuǎn)換電路12與WT2003M02模塊電連接。

WT2003M02模塊支持MP3音頻解碼，采用SOP16封裝的主控，體積小，但響應(yīng)速度快。模塊內(nèi)置SPI-FLASH作為存儲(chǔ)介質(zhì)，具有USB接口，可以通過(guò)PC機(jī)自由更換FLASH的音頻內(nèi)容，并具有USB聲卡功能。而且內(nèi)置1瓦功放，可以直接驅(qū)動(dòng)1W的喇叭。WT2003M02直接與喇叭相連，由于WT2003M02的IO端口為3.3V電平，而單片機(jī)的端口為5V，因此中間設(shè)計(jì)了采用NLSX4373芯片的電平轉(zhuǎn)換電路。WT2003M02模塊事先錄入報(bào)警內(nèi)容：“有電”、“注意”、“停止操作”，單片機(jī)根據(jù)測(cè)量到感應(yīng)電場(chǎng)控制其播報(bào)相應(yīng)語(yǔ)音。

當(dāng)電力現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員在使用本報(bào)警裝置時(shí)，旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)用于不斷檢測(cè)作業(yè)人員所處位置的感應(yīng)電場(chǎng)，旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)將相應(yīng)的感應(yīng)電場(chǎng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳送至單片機(jī)，單片機(jī)內(nèi)設(shè)有電場(chǎng)信號(hào)成型模塊，當(dāng)感應(yīng)電場(chǎng)超出安全范圍時(shí)，單片機(jī)控制語(yǔ)音模塊發(fā)出警報(bào)的聲音，同時(shí)控制發(fā)光二極管發(fā)光；超聲波傳感器用于不斷檢測(cè)作業(yè)人員所處位置與高壓設(shè)備的距離，當(dāng)旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)測(cè)出感應(yīng)電場(chǎng)后，相應(yīng)地利用超聲波傳感器測(cè)出該感應(yīng)電場(chǎng)對(duì)應(yīng)電場(chǎng)源與作業(yè)人員的距離，從而達(dá)到向電力現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員提供實(shí)時(shí)的警報(bào)信息，保障電力現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的人身安全。

綜上所述，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、報(bào)警裝置能向電力現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員提供實(shí)時(shí)的警報(bào)信息，保障電力現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的人身安全；

2、同時(shí)可以測(cè)出不同方位的感應(yīng)電場(chǎng)，以及該感應(yīng)電場(chǎng)對(duì)應(yīng)電場(chǎng)源與作業(yè)人員的距離。

上列詳細(xì)說(shuō)明是針對(duì)本實(shí)用新型可行實(shí)施例的具體說(shuō)明，該實(shí)施例并非用以限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡未脫離本實(shí)用新型所為的等效實(shí)施或變更，均應(yīng)包含于本案的專利范圍中。