專利名稱：誤開帶電網(wǎng)(柜)門報(bào)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
誤開帶電網(wǎng)(柜)門報(bào)警器是用于電子系統(tǒng)變電站(用戶變電所)中的高壓網(wǎng)(柜)內(nèi)，為防止觸電傷亡和設(shè)備短路事故的一種安全保護(hù)裝置。
目前變電站網(wǎng)(柜)為防止人員誤入，采取的措施是加裝機(jī)械程序鎖(彈子鎖)將其鎖住，操作時(shí)按程序?qū)μ栭_鎖；也有采用電氣聯(lián)鎖的，操作時(shí)也要按程序?qū)μ柌僮?，操作步驟多，工作量大，增加運(yùn)行維護(hù)工作量。安裝時(shí)還需要控制電纜線路，不僅增大投資而且增加變電站內(nèi)直流接地故障的機(jī)率。特別是機(jī)械聯(lián)鎖裝置，由于鎖頭生銹，聯(lián)鎖失靈的情況較多，給運(yùn)行人員以不信任感；又由于運(yùn)行人員盲目自信(以致于在走錯(cuò)了位置時(shí)，鎖頭打不開還認(rèn)為是聯(lián)鎖失靈)導(dǎo)致不少地區(qū)都出現(xiàn)強(qiáng)行解鎖甚至鋸鎖而造成誤操作事故。
總之，目前在變電站中高壓網(wǎng)(柜)門所采用的各種機(jī)械鎖不論是電氣聯(lián)鎖或是機(jī)械聯(lián)鎖存在的主要問題是它們都不能直接鑒別出網(wǎng)(柜)內(nèi)的工作設(shè)備是否帶電。
目前現(xiàn)有的感應(yīng)型電子報(bào)警器，由于結(jié)構(gòu)中均無全機(jī)自檢回路，性能上方向性強(qiáng)，使用范圍受到很大的限制，而且自身耗能高，所以無法使用在高壓網(wǎng)(柜)內(nèi)作為安全保護(hù)裝置。
本裝置可以替代現(xiàn)有的機(jī)械鎖和電子報(bào)警器來達(dá)到防止誤開帶電網(wǎng)(柜)門的目的。
其特點(diǎn)有1.簡化操作步驟。工作人員不需要拿工作票、絕緣手套；不要用鑰匙圓盤對號，只要拉開門即可，大大縮短操作時(shí)間。
2.利用電場感應(yīng)可以正確反映柜內(nèi)工作設(shè)備是否帶電(包括線路及電源)，可靠性高。
3.本裝置是一個(gè)獨(dú)立工作的完整部件，結(jié)構(gòu)簡單，體積小可以直接安裝在網(wǎng)(柜)內(nèi)非常方便，與工作設(shè)備無直接聯(lián)系，不需要裝設(shè)聯(lián)鎖閉鎖線路，大大減少投資和安裝維護(hù)工作量，避免二次控制電纜接地故障。
4.本裝置電源不需要外接電源，報(bào)警中自備電源采用的是鈕扣電池，更換周期為1～2年。
報(bào)警裝置工作原理及性能報(bào)警裝置是由天、地線，報(bào)警器和永久磁鐵組成的。
其中報(bào)警器是由天、地線、電子線路、蜂鳴器、電源和固定卡所組成，并統(tǒng)裝在一個(gè)小盒內(nèi)(見附圖3)。
電子線路是由CMOS數(shù)字集成電路及阻容元件聯(lián)結(jié)而成的。它包括自檢回路、天線、電場傳感應(yīng)器及靈敏調(diào)整回路、整形回路、鍵控振盪器、電源、控制回路及蜂鳴器等(見附圖2)。
線路分析(見附圖1)1.自檢回路由F1、R1、R2、C1、C2構(gòu)成供整機(jī)檢測用多諧振盪器，振盪頻率f。
f＝ 1/((1.4～2.2)R2C1)＝ 1/((1.4～2.2)200×103×0.01×15-6)＝357－227(HZ)當(dāng)按下按鈕AN時(shí)，此振盪器通過AN為電場傳感器輸入端提供交變信號，模擬交變電場進(jìn)行整機(jī)檢測。
2.天線采用長180毫米(φ0.5毫米鋼絲繞成φ3毫米彈簧)制成，目的是①提高報(bào)警器靈敏度，②天線被碰彎時(shí)靠彈性自動復(fù)位。
3.電場傳感器F2使用1／4CD4011內(nèi)部的N溝道絕緣柵增強(qiáng)型場效應(yīng)管，它輸入阻抗高，是電壓控制元件，利用其柵源間的電壓大于開啟電壓時(shí)，其溝道電阻變小這一特性，實(shí)現(xiàn)電場檢測的。
4.整形回路由R4、R5、C5、D1組成，對電場傳感器輸出的交變信號整形成穩(wěn)定的信號，以控制下級的鍵控振盪器。
5.鍵控振盪器及蜂鳴器由F3、R6、R7、C6及FM組成，K點(diǎn)電平的高低可控制振盪器的振盪與停止，振盪頻率3300HZ。蜂鳴器FM是采用的φ27毫米壓電陶瓷片。
6.控制回路采用JAG－32轉(zhuǎn)換型干簧管配合外部永久磁鐵，做為磁控開關(guān)，控制報(bào)警器在網(wǎng)、柜門關(guān)閉時(shí)停止監(jiān)測，打開時(shí)進(jìn)入監(jiān)測狀態(tài)。此開關(guān)動作壽命長(105次)。接點(diǎn)被封在玻璃管內(nèi)，不著灰塵，不氧化，可靠性高且控制距離遠(yuǎn)(2－3厘米)(這是一般行程開關(guān)不能達(dá)到的)，安裝時(shí)，調(diào)整工作量小。
7.電源，采用AG13型鈕扣電池三節(jié)，容量大，性能好。
8.其它C3是耦合電容，將天線接收到的交變信號耦合到電場傳感器輸入端。
C4是抗干擾電容，用于提高整機(jī)抗干擾能力。
R3是靈敏度調(diào)整電阻。
整機(jī)動作過程(見附圖1)報(bào)警器安裝在網(wǎng)、柜門內(nèi)，磁鐵裝在門上，當(dāng)柜門關(guān)閉時(shí)，磁鐵靠近報(bào)警器，其內(nèi)部的雙接點(diǎn)干簧管的常閉接點(diǎn)打開，斷開報(bào)警器直流電源，常開接點(diǎn)閉合，短路天地線，使報(bào)警器得到保護(hù)，此時(shí)無論柜內(nèi)工作設(shè)備帶電與否，報(bào)警器不會動作。
當(dāng)工作人員誤打工作設(shè)備帶有運(yùn)行電壓的網(wǎng)柜門時(shí)，永久磁鐵離開報(bào)警器干簧管接點(diǎn)返回，常閉接點(diǎn)閉合，接通報(bào)警的直流電源，常開接點(diǎn)打開，天、地線分離，此時(shí)，報(bào)警器處于監(jiān)測狀態(tài)，如果監(jiān)測范圍內(nèi)的工作設(shè)備帶有運(yùn)行電壓則工作設(shè)備周圍的交變電場會在報(bào)警口天地線間產(chǎn)生感應(yīng)電壓，經(jīng)電容C3加到電場傳感器輸入端，使M點(diǎn)電位上升至大于 1/2 E(脈動)經(jīng)整形后在K點(diǎn)得到穩(wěn)定的高電平，鍵控振盪器起振，由蜂鳴器發(fā)出3300赫芝的報(bào)警音響提醒工作人員，網(wǎng)柜門內(nèi)工作設(shè)備帶電，達(dá)到了防止誤入帶電間隔的目的。如果監(jiān)測范圍內(nèi)的設(shè)備沒有運(yùn)行電壓，則不會發(fā)出報(bào)警音響。
報(bào)警裝置技術(shù)性能1.報(bào)警距離對10千伏(對地5775伏)設(shè)備，無干擾屏敝情況約2米。
2.報(bào)警功耗＜900μA。
監(jiān)視功耗＜50μA。
靜態(tài)功耗0μA3.電池電壓1.5×3伏。
4.電池更換周期大于1年。
5.使用溫度－20℃～＋50℃。
本裝置具有設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡單、體積小，可以獨(dú)立地直接安裝在變電站(所)網(wǎng)(柜)內(nèi)，只要打開高壓網(wǎng)(柜)門時(shí)，可以即刻測出工作設(shè)備上是否帶有運(yùn)行電壓。靈敏度高，可靠性好，自身耗電少，使用安裝極為方便，不需要維護(hù)，成本也低。這些性能和特點(diǎn)是目前國內(nèi)大量使用在高壓網(wǎng)(柜)內(nèi)的任何一種機(jī)械鎖和類似型電子報(bào)警器所不及的。因此它將是廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)變電站(用戶變電所)內(nèi)，防止操作人員誤入帶電網(wǎng)(柜)門的一種新型的比較理想的安全保護(hù)裝置。


附圖1為誤開帶電網(wǎng)(柜)門報(bào)警裝置電原理圖元件參數(shù)(R均為1／8瓦)
R12KΩ C10.01μF F12／4CD4011R2200KΩ C21000PF F21／4CD4011R3200KΩ C347PF F3CD4011R4100KΩ C430PF＊R51.5MΩ C50.047μFR61MΩ C61500PFR7100KΩ D玻封小功率整流二極管附圖2為誤開帶電網(wǎng)(柜)門報(bào)警裝置方框圖。
附圖3為誤開帶電網(wǎng)(柜)門報(bào)警裝置外形圖。
圖中1.本體2.自檢按鈕3.蜂鳴器4.固定卡頭兼地線5.天線6.電池盒蓋
權(quán)利要求1.誤開帶電網(wǎng)(柜)門報(bào)警裝置是一種用于電力系統(tǒng)變電站(用戶變電所)內(nèi)，防止操作人員誤入帶電網(wǎng)(柜)門而發(fā)生的觸電傷亡和設(shè)備短路事故的安全保護(hù)裝置，其主要特征在于此裝置是安裝在高壓網(wǎng)(柜)內(nèi)利用電場感應(yīng)的原理，由天、地線、報(bào)警器和永久磁鐵組成的電場感應(yīng)型電子報(bào)警裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的報(bào)警裝置，其特征在于其中的報(bào)警器是采用CMOS數(shù)字集成電路及阻容元器件聯(lián)結(jié)而成的，由電子線路、蜂鳴器、電源和固定卡具所組成并統(tǒng)裝在一個(gè)小盒子內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的報(bào)警裝置，其特征在于電子線路中控制回路采用了永久磁鐵和雙接點(diǎn)干簧管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的報(bào)警裝置，其特征在于自檢回路采用了專設(shè)振盪器來提供檢測信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的報(bào)警裝置，其特征在于電源部分采用了獨(dú)立系統(tǒng)，且靜態(tài)功耗為0。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的報(bào)警裝置，其特征在于天線是采用了防碰撞變形的彈性天線。
專利摘要誤開帶電網(wǎng)(柜)門報(bào)警裝置是一種用于電力系統(tǒng)變電站(用戶變電所)內(nèi)，防止操作人員誤入帶電網(wǎng)(柜)門而發(fā)生的觸電傷亡和設(shè)備短路事故的安全保護(hù)裝置。本裝置是利用電場感應(yīng)的原理，由天、地線、報(bào)警器和永久磁鐵組成的電場感應(yīng)型電子報(bào)警裝置。它具有靈敏度高，可靠性好，自耗電少，成本低，并且使用安裝方便，不需維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，因此是目前用于變電站(所)的高壓網(wǎng)(柜)內(nèi)的比較理想的安全保護(hù)裝置。
文檔編號G08B21/00GK2047851SQ8920465
公開日1989年11月15日 申請日期1989年4月20日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月20日
發(fā)明者余可鴻, 陳濟(jì)生, 高天寶 申請人:北京市供電局