一種用于電力線的報(bào)警系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力報(bào)警系統(tǒng)，具體的涉及一種用于電力線的報(bào)警系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的加快，電力系統(tǒng)及電力設(shè)施的建設(shè)日新月異，輸電線路 及電力設(shè)施的分布也越來越廣泛。與此同時(shí)，城市基礎(chǔ)建設(shè)，如高速公路、高架橋梁、高層 樓盤等建筑工程項(xiàng)目相繼上馬，混凝土栗車、汽車起重機(jī)、工程升降機(jī)、挖掘機(jī)等工程機(jī)械 被大量使用。然而，由于操作人員的疏忽大意，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致工程機(jī)械的活動(dòng)臂架誤碰輸電線 路，引起車毀人亡的事故，還可能造成停電、停水、交通堵塞和工程延誤等危害。如何使高空 作業(yè)工程機(jī)械在接近輸電線路時(shí)發(fā)出報(bào)警提醒操作人員及時(shí)采取措施，確保作業(yè)安全是當(dāng) 前亟須解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明為了解決上述提到的現(xiàn)有的電力線報(bào)警存在的缺點(diǎn)，提供一種能夠及時(shí)提 出報(bào)警的報(bào)警系統(tǒng)，其在作業(yè)控制時(shí)能夠及時(shí)報(bào)警，避免人員傷亡。
[0004] 具體地，本發(fā)明提供一種用于電力線的報(bào)警系統(tǒng)，其包括電場(chǎng)感應(yīng)器以及報(bào)警終 端，所述電場(chǎng)感應(yīng)器與所述報(bào)警終端之間通訊連接，
[0005] 所述電場(chǎng)感應(yīng)器包括相互依次相連的天線、傳感器和電纜；
[0006] 所述報(bào)警終端包括前置放大器、帶通濾波器、全波整流與濾波單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換與處 理單元、信號(hào)輸出單元和人機(jī)交互單元，所述前置放大器、帶通濾波器、全波整流與濾波單 元、模數(shù)轉(zhuǎn)換與處理單元和人機(jī)交互單元依次連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換與處理單元與所述信號(hào) 輸出單元通訊連接。
[0007] 優(yōu)選地，所述信號(hào)輸出單元包括聲光報(bào)警裝置、數(shù)據(jù)通信裝置和繼電器輸出裝置。
[0008] 優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)通信裝置為CAN總線或RS485數(shù)據(jù)線。
[0009] 優(yōu)選地，所述天線以及傳感器均包括內(nèi)部的2芯導(dǎo)線以及設(shè)置在外部的絕緣層， 所述導(dǎo)線及所述絕緣層共同構(gòu)成電容器結(jié)構(gòu)。
[0010] 優(yōu)選地，所述前置放大器為儀用放大器。
[0011] 優(yōu)選地，所述人機(jī)交互單元包括IXD顯示屏和操作鍵盤，所述報(bào)警終端內(nèi)部配置 有并行通信接口，與所述外置的LCD顯示屏和操作鍵盤相連，用于設(shè)置報(bào)警器的設(shè)備地址、 放大增益以及報(bào)警門限值。
[0012] 優(yōu)選地，所述傳感器為柔性的帶狀或纜狀材料。
[0013] 優(yōu)選地，所述傳感器由外導(dǎo)電層、內(nèi)導(dǎo)電層及兩者之間的介質(zhì)層構(gòu)成，其外部覆蓋 有塑料層，所述內(nèi)導(dǎo)電層通過導(dǎo)線與栗車吊臂的金屬外殼相連，從而與大地等電位，所述外 導(dǎo)電層靠近輸電線，從而使輸電線、空氣、外導(dǎo)電層、介質(zhì)層以及內(nèi)導(dǎo)電層構(gòu)成了 2個(gè)電容 器串聯(lián)的結(jié)構(gòu)。
[0014] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下所述：本發(fā)明提供的電力線報(bào)警系統(tǒng)主要用于防止工程車輛的 活動(dòng)部分意外觸及戶外架空輸電線路，避免工作人員觸電傷亡以及工程設(shè)備損毀事故，同 時(shí)保障電力線路及設(shè)施的安全和可靠性。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及工作原理做進(jìn)一步解釋：
[0017] 如圖1所示，本發(fā)明的架空電力線接近報(bào)警系統(tǒng)包括電場(chǎng)感應(yīng)器1與報(bào)警終端2。 電場(chǎng)感應(yīng)器1包括相互依次相連的天線11、傳感器12和電纜13,報(bào)警終端2包括依次連接 的前置放大器21、帶通濾波器22、全波整流與濾波單元23、模數(shù)轉(zhuǎn)換與處理單元24和人機(jī) 交互單元26。模數(shù)轉(zhuǎn)換與處理單元24與信號(hào)輸出單元25通訊連接。電纜13的輸出端連 接前置放大器21的輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換與處理單元24的一個(gè)輸出端連接電纜13的一個(gè)輸入 端。模數(shù)轉(zhuǎn)換與處理單元24的一個(gè)輸出端連接帶通濾波器22的一個(gè)輸入端。
[0018] 天線11與傳感器12結(jié)構(gòu)材料相同，均由內(nèi)部2芯導(dǎo)線與外部絕緣層形成電容器 結(jié)構(gòu)。傳感器12選用柔性的帶狀或纜狀材料，可隨工程機(jī)械的活動(dòng)部分外形輪廓任意鋪 設(shè)，從而便于安裝。
[0019] 輸電線周圍某點(diǎn)位置的電場(chǎng)強(qiáng)度E與輸電線對(duì)地電壓U近似成正比、與該點(diǎn)到導(dǎo) 線距離的平方成反比，傳感器12采用平板電容器主要由外導(dǎo)電層、內(nèi)導(dǎo)電層及兩者之間的 介質(zhì)層構(gòu)成，并且外面由塑料層覆蓋。內(nèi)導(dǎo)電層通過導(dǎo)線與栗車吊臂的金屬外殼相連，從而 與大地等電位；外導(dǎo)電層靠近輸電線，實(shí)際上，輸電線、空氣、外導(dǎo)電層、介質(zhì)層以及內(nèi)導(dǎo)電 層構(gòu)成了 2個(gè)電容器串聯(lián)的結(jié)構(gòu)。輸電線與外導(dǎo)電層及2者之間的介質(zhì)-空氣形成電容CE， 平板電容器自身電容為C s，故輸電線對(duì)地電壓由2個(gè)電容器承擔(dān)。因此，理想情況下，平板 電容器2極板間的電壓為：（ω = 2 π f，f = 50Hz)
[0021 ] 平板電容器制成后其電容值Cs不變，而CE卻隨著電容器的外導(dǎo)電層到輸電線的距 離減小而增大，由此導(dǎo)致平板電容器上的分壓u幅值增大。
[0022] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的工作原理做進(jìn)一步解釋：
[0023] 當(dāng)裝有電場(chǎng)感應(yīng)器1的吊臂接近輸配電線路時(shí)，電源線周圍的電場(chǎng)將在電場(chǎng)感應(yīng) 器1中的傳感器12上感應(yīng)出相應(yīng)大小的電壓信號(hào)，再輸送到前置放大器21的輸人端。傳 感器12從輸配電線上感應(yīng)到的信號(hào)除了頻率為50Hz的有用信號(hào)外還包括其它頻率的干擾 信號(hào)，在遠(yuǎn)距離50Hz的有用信號(hào)基本湮沒在雜波信號(hào)中。因此必須采用信號(hào)處理電路濾除 50Hz以外的干擾信號(hào)。
[0024] 前置放大器21是電場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于電場(chǎng)強(qiáng)度信號(hào)十分微弱，噪聲背 景強(qiáng)且信號(hào)源阻抗較大，加之電極引入的極化電壓差值較大，因此，通常要求前置放大器21 具有高輸入阻抗、高共模抑制比、低噪聲、低漂移、非線性度小、合適的頻帶和動(dòng)態(tài)范圍等性 能，設(shè)計(jì)時(shí)采用差分放大電路。選用儀用放大器作為前置放大器21。
[0025] 濾波器設(shè)計(jì)為中心頻率為50Hz的帶通濾波器22,它將經(jīng)前置放大器21傳來的信 號(hào)中有用的50H的電壓從各種雜亂電壓信號(hào)分離出來，使得帶通濾波器22輸出為基本接近 50Hz的正弦信號(hào)，該信號(hào)的幅度隨著天線11和傳感器12靠近輸配電線而增大。
[0026] 帶通濾波器22輸出的是50Hz交流信號(hào)，而所需要的是其幅值信息，為此在后面 設(shè)置精密全波整流電路，將50Hz交流電轉(zhuǎn)變成紋波較大的直流。通過低通濾波電路后形成 較好的直流電壓信號(hào)。
[0027] 從信號(hào)調(diào)理電路輸出來的是與傳感器交流電壓幅值成正比的直流電壓信號(hào)，為精 確判斷其大小，采用AD轉(zhuǎn)換方式，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。
[0028] 信號(hào)輸出單元25包括聲光報(bào)警251、數(shù)據(jù)通信252和繼電器輸出253。聲光報(bào)警 251中報(bào)警燈閃爍和喇叭鳴響的頻率隨感應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度增加和提高。數(shù)據(jù)通信252采用CAN 總線或RS485報(bào)文方式。繼電器輸出253根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置為常開或常閉。
[0029] 人機(jī)交互單元26包括IXD顯示屏和操作鍵盤，報(bào)警終端2配置有并行通信接口， 與外置的LCD顯示屏和操作鍵盤相連，以設(shè)置報(bào)警器的設(shè)備地址、放大增益以及報(bào)警門限 值。
[0030] 最后應(yīng)說明的是：以上所述的各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其 限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解： 其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或全部技術(shù)特征進(jìn) 行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方 案的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于電力線的報(bào)警系統(tǒng)，其包括電場(chǎng)感應(yīng)器以及報(bào)警終端，所述電場(chǎng)感應(yīng)器與 所述報(bào)警終端之間通訊連接，其特征在于： 所述電場(chǎng)感應(yīng)器包括相互依次相連的天線、傳感器和電纜； 所述報(bào)警終端包括前置放大器、帶通濾波器、全波整流與濾波單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換與處理單 元、信號(hào)輸出單元和人機(jī)交互單元，所述前置放大器、帶通濾波器、全波整流與濾波單元、模 數(shù)轉(zhuǎn)換與處理單元和人機(jī)交互單元依次連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換與處理單元與所述信號(hào)輸出單 元通訊連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電力線的報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述信號(hào)輸出單元包 括聲光報(bào)警裝置、數(shù)據(jù)通信裝置和繼電器輸出裝置。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電力線的報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)通信裝置為 CAN總線或RS485數(shù)據(jù)線。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電力線的報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述天線以及傳感器 均包括內(nèi)部的2芯導(dǎo)線以及設(shè)置在外部的絕緣層，所述導(dǎo)線及所述絕緣層共同構(gòu)成電容器 結(jié)構(gòu)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電力線的報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述前置放大器為儀 用放大器。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電力線的報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述人機(jī)交互單元包 括外置的LCD顯示屏和操作鍵盤，所述報(bào)警終端內(nèi)部配置有并行通信接口，與所述外置的 LCD顯示屏和操作鍵盤相連，用于設(shè)置報(bào)警器的設(shè)備地址、放大增益以及報(bào)警門限值。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于電力線的報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述傳感器為柔性的 帶狀或纜狀材料。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于電力線的報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述傳感器由外導(dǎo)電 層、內(nèi)導(dǎo)電層及兩者之間的介質(zhì)層構(gòu)成，其外部覆蓋有塑料層，所述內(nèi)導(dǎo)電層通過導(dǎo)線與栗 車吊臂的金屬外殼相連，從而與大地等電位，所述外導(dǎo)電層靠近輸電線，從而使輸電線、空 氣、外導(dǎo)電層、介質(zhì)層以及內(nèi)導(dǎo)電層構(gòu)成了 2個(gè)電容器串聯(lián)的結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于電力線的報(bào)警系統(tǒng)，其包括電場(chǎng)感應(yīng)器以及報(bào)警終端，所述電場(chǎng)感應(yīng)器與所述報(bào)警終端之間通訊連接，所述電場(chǎng)感應(yīng)器包括相互依次相連的天線、傳感器和電纜；所述報(bào)警終端包括前置放大器、帶通濾波器、全波整流與濾波單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換與處理單元、信號(hào)輸出單元和人機(jī)交互單元，所述前置放大器、帶通濾波器、全波整流與濾波單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換與處理單元和人機(jī)交互單元依次連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換與處理單元與所述信號(hào)輸出單元通訊連接。本發(fā)明提供的電力線報(bào)警系統(tǒng)主要用于防止工程車輛的活動(dòng)部分意外觸及戶外架空輸電線路，避免工作人員觸電傷亡以及工程設(shè)備損毀事故，同時(shí)保障電力線路及設(shè)施的安全和可靠性。
【IPC分類】G08B21/02
【公開號(hào)】CN105160805
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510506917
【發(fā)明人】王善根
【申請(qǐng)人】王善根
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年8月19日