電力間隔開關櫃防誤入監測裝置的製作方法

2023-05-15 22:52:26

本實用新型涉及電力安全領域。

背景技術：

在電力系統的安全事故中誤入間隔造成人身傷亡事件時有發生，究其原因主要有以下兩方面因素：

1、人為因素:在工作中安全責任心不強，思想注意力分散，且在操作中或工作中監護不到位，或未嚴格按照安全技術規範進行操作或工作；

2、設備因素:設備標示不清、設備無可靠閉鎖、無安全警示及可靠的隔離措施。

要防止嚴重誤操作事故及誤入帶電間隔的發生,除了抓好檢修、運行人員的安全思想教育、加強安全技術業務培訓及加強運行操作及檢修工作中的監護外, 還應從檢查設備的硬體防範措施著手。如檢查設備的防止誤操作、防誤入帶電間隔措施是否完善等。目前電力間隔開關櫃防誤入的方式僅能通過加強人員意識方面著手，缺少一種能夠主動進行提醒，提高設備運行安全的裝置。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是實現一種能夠防止人員誤入變電站間隔開關櫃的裝置。

為了實現上述目的，本實用新型採用的技術方案為：電力間隔開關櫃防誤入監測裝置，裝置包括主控單元、紅外人體檢測單元、無線數據傳輸單元、電場強度檢測單元和開門檢測單元；

所述紅外人體檢測單元安裝在間隔開關櫃內，採集間隔開關櫃櫃門處人體紅外信號，並輸出所採集的信號至主控單元；

所述無線數據傳輸單元與主控單元通信，並將報警信號發送至報警系統；

所述電場強度檢測單元安裝在間隔開關櫃內，採集間隔開關櫃內電場強度信號，並輸出所採集的電場強度信號至主控單元；

所述開門檢測單元安裝在間隔開關櫃的櫃體和櫃門接合處，採集櫃門開關狀態信號，並輸出所採集的開關狀態信號至主控單元。

裝置還設有檢修標誌檢測單元，所述檢修標誌檢測單元間隔開關櫃的櫃門上是否放置檢修標誌，並輸出所檢測的信號至主控單元。

所述報警系統安裝在間隔開關櫃的櫃體外，所述報警系統包括揚聲器和/或顯示屏。

所述主控單元由STC12C5A60S2和外圍時鐘電路構成。

所述紅外人體檢測傳感器為D203S紅外熱釋電人體檢測傳感器，所述紅外人體檢測傳感器信號處理採用EG4002晶片。

所述無線數據傳輸單元採用SI4432作為通訊晶片，所述SI4432通過SPI 通訊接口與主控單元通訊、通過SDO與主控單元的P3.6相連接，通過SDI與主控單元的P3.5相連接、通過SCLK與主控的P3.4相連接、通過SDN與主控單元的P3.1相連接，通過SI4432，NIRO與主控單元的P3.2相連接。

所述電場檢測採用GM3120傳感器，所述GM3120傳感器輸出的模擬電壓信號接入到主控單元ADC4引腳。

本實用新型結合傳感器網絡、網絡通信等技術，構成了一套變電站間隔防誤入預警系統，在操作人員誤入帶電間隔前，給出聲、光預警提示，同時系統可以擴展到遠程簡訊預警，提高了電力系統運行維護工作的安全性。

附圖說明

下面對本實用新型說明書中每幅附圖表達的內容作簡要說明：

圖1為電力間隔開關櫃防誤入監測裝置框圖；

圖2為主控單元示意圖；

具體實施方式

如圖1所示，電力間隔開關櫃防誤入監測裝置由主控單元、紅外人體檢測單元、無線數據傳輸單元、電場強度檢測單元、開門檢測單元、檢修標誌檢測單元組成。

主控單元實現各功能的協調與控制，實現與對紅外人體檢測、開關櫃門狀態檢測和檢修標誌檢測的控制，並實現與報警系統的實時通訊。

紅外人體檢測單元主要用來檢測在開關櫃箱門被打開之後，是否人員在開關櫃箱門周圍活動，當開關櫃內帶電、且紅外人體檢測單元檢測到有人員活動時，系統會向報警形同發送報警信息。

無線數據傳輸單元把報警指令發送到報警系統，報警系統根據接收到的監測儀發送的指令進行報警。

電場強度檢測單元主要用來實現對開關櫃內電場強度進行檢測。

開門檢測單元主要實現對開關櫃箱門開啟狀態進行檢測，判斷箱門是否處於開啟狀態。

檢修標誌檢測單元用來檢測開關櫃箱門上是否放置檢修標誌，只有箱門上放置檢修標誌情況下，開關櫃才允許被檢修，否則，禁止操作開關櫃。

如圖2所示，主控單元由STC12C5A60S2和外圍時鐘電路構成，主要完成對系統各單元的協調與控制。C9與R7為主控單元復位電路，C6、C7為主控單元電源輸入端濾波電容，Y1、C23、C24組成主控單元時鐘電路。

紅外人體檢測傳感器為D203S紅外熱釋電人體檢測傳感器，信號處理採用EG4002晶片。D203S輸出的檢測信號接入到運放的反相輸入端，使第一級運放工作於反相比例放大狀態，第一級增益參數是由R2和R3進行設定，絕對增益為A1＝R3/R2，第一級運放增益A1＝R4/R8，第二級A2增益為固定30倍，總體增益為A＝A1*A2，用戶可以根據紅外熱釋電探頭特性適當調節A1的增益改變探測的距離，C10為隔直電容，C8為高頻抗幹擾濾波電容。

EG4002工作頻率是通過R11和C13進行設定，電阻單位為K,電容單位為 nF,Tosc單位為uS,頻率f＝1/Tosc確定例如，可以採用以下實施方式： R11＝100K,C13＝1nF時，對應的工作周期為T＝0.4*100*1*1.25＝50uS,振蕩器頻率為f＝1/T＝20KHz。選擇上拉電阻R11時，需大於100K以上的電阻。

EG4002信號輸出端通過限流電阻R6與主控單元P1.5相連，實現對人員活動信號的監測，EG4002的A引腳通過上拉電阻R10與主控單元的P1.6引腳相連，實現對EG4002觸發方式的控制，EG4002的VC引腳通過上拉電阻R12與主控單元P1.7引腳相連，實現對EG4002晶片的使能控制。

無線數據傳輸單元採用SI4432作為通訊晶片，SI4432通過SPI通訊接口與主控單元通訊，SI4432晶片的SDO與主控單元的P3.6相連，實現指令的發送， SDI與主控的P3.5相連實現指令的接收，SCLK與主控的P3.4相連，實現時鐘的傳輸，SDN與主控的P3.1相連，用來使能SI4432，NIRO與主控的P3.2相連，當無線單元接收數據完成後，會在此管腳產生一個中斷信號，通知主控單元對無線單元接收的數據進行處理，主控單元通過GPIO0～GPIO2切換天線的收發狀態，從而實現收發數據的順利實現。

電場檢測採用GM3120傳感器，傳感器輸出為0～5V模擬信號，通過ADC轉換為相應的數位訊號，並通過查表方式計算出對應電場強度值。JP2為電場檢測傳感器接口，傳感器輸出的模擬電壓信號接入到主控單元ADC4引腳進行處理。

開門檢測單元主要實現對開關櫃箱門開啟狀態進行檢測，判斷箱門是否處於開啟狀態。傳感器輸出引腳1通過上拉電阻R5和濾波電容C12之後與主控單元的P2.6引腳相連。檢修標誌檢測單元用來檢測開關櫃箱門上是否放置檢修標誌，只有箱門上放置檢修標誌情況下，開關櫃才允許被檢修，否則，禁止操作開關櫃。傳感器輸出引腳3通過上拉電阻R13和濾波電容C15之後與主控單元的P2.5引腳相連。

RS485通訊單元採用MAX3485作為通信晶片，用來擴展採集通訊方式。 MAX3485的RO引腳與主控單元的RXD2引腳相連，實現數據的接收，DI引腳與主控單元的TXD2引腳相連，實現數據發送。R2為數據輸出引腳A的上拉電阻， R3為數據輸出引腳B的下拉電阻，C1為晶片輸入電源的濾波電容。JP3為接線端子。

上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現並不受上述方式的限制，只要採用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用於其它場合的，均在本實用新型的保護範圍之內。