控制人與帶電設備距離的智能型安全帽及控制方法
2023-04-23 16:56:51 1
專利名稱：控制人與帶電設備距離的智能型安全帽及控制方法
技術領域：
本發明涉及一種用於電力系統所有帶電場所，如運行中的變電站、高壓輸電線路等帶電設備場所內作業人員使用的安全帽，尤其涉及一種用於控制人與帶電設備距離的智能型安全帽及控制方法。
背景技術：
電力系統高壓設備及輸電線路的安全運行，不僅關係到政府、企業、商業、市民等安全可靠用電，更關係到城市的形象和社會的穩定與發展，所以說變電站中的電力設備的正常運行對國民生產及人民生活有著極其重要的意義。為了確保運行設備安全穩定運行，運行人員或檢修試驗人員會定期對變電站內設備進行巡視、檢修和試驗，在巡視、檢修和試驗中，變電站會根據需要將檢修設備停電，但不需要檢修的設備仍繼續運行，由於變電站中每個帶電間隔距離很近，人員與帶電設備保持的安全距離會根據電力系統運行電壓等級不同而發生變化，如500kV需要保持安全距離不小於5米、220kV不小於3米、66kV不小於1. 5米、10 kV不小於0. 7米等等,在電壓等級種類如此多的情況下,在變電站內作業人員無法判斷人與帶電設備的準確距離，有時在工作中會不經意接近高壓帶電設備或相鄰帶電線路，造成人身感電，甚至會發生弧光放電事故，這不僅會對人員造成人身傷害，還對變電站的設備安全穩定運行產生重大影響。因此，在運行中或部分停電的變電站內作業人員，需要時時刻刻知道自己與帶電設備或同杆架設相鄰帶電線路之間的距離是否超限。由於不同電壓等級的帶電設備在同樣距離的情況下，其檢測到的電場強度不同。所以，單純設定一個電場強度報警基準值去適應不同電壓等級的輸電線路是難以滿足實際工作需要的。
發明內容
本發明針對上述現有技術中存在的問題，採用電場強度檢測原理，提供了一種控制人與帶電設備距離的智能型安全帽，解決了現有技術中作業人員無法時刻知道與帶電設備或同杆架設相鄰帶電線路之間的距離是否超限的問題，操作簡單、攜帶方便、實用性較強。本發明的另一目的在於提供一種控制人與帶電設備距離的智能型安全帽的控制方法。本發明的技術方案如下
安全帽外部安裝有電場強度檢測天線；電場強度檢測天線與電場強度處理器相連，電場強度處理器與微處理器輸出端並聯接於安全距離比較器輸入端，安全距離比較器的輸出端與微處理器的中斷信號輸入端連接，微處理器的輸入/輸出口與按鍵和語音報警器的輸入端連接。本發明的控制方法包括下述步驟
電場強度處理器檢測探頭所在周圍的電場強度，並將檢測結果送入安全距離比較器； 在安全距離比較器中，將檢測到的電場強度信號與設定值進行比較；以電場強度處理器檢測到的電場強度信號的強弱，作為微處理器觸發語音裝置和蜂鳴器工作的信號；
當電場強度信號高於預設定值時，安全距離比較器輸出信號，語音裝置和蜂鳴器開始工作；
當電場強度信號低於預設定值時，安全距離比較器不輸出信號，語音裝置和蜂鳴器不工作，以減少整個裝置的電源消耗。本發明的優點效果如下
I、本安全帽是專用於在帶電設備周圍工作的高壓作業人員使用的智能型防護裝置，具有獨創性和實用性，外觀與原安全帽相比只在外側多了一探頭，兼具新穎性和美觀性。2、採用多個電場強度檢測器感應當前電場強度，並以此為依據設置安全距離，以便根據不同的電壓等級自動報警，確保變電站內作業人員總是處於安全距離。本發明根據感應電場強度設置的安全距離，具有此功能的安全帽能適應不同電壓等級的變電站或輸電線路，無需攜帶額外的設置，而且實現了低功耗運行，使得本技術及其產品具有很大的通用性。3、採用LCD顯示屏作為提示醒目直觀，耗電量小，採用語音、蜂鳴器結合作為聲音警報，防止使用過程中由於一個損壞而誤以為在安全距離外的造成的未即時報警；如果超過設定距離時，會通過語音、蜂鳴器等報警，直觀發出帶電高壓設備與空間內人體的實際距離，提醒作業人員與帶電設備保持安全距離，避免發生人身感電事故。4、裝置整體不但具有良好的絕緣性，而且運行安全、可靠、準確性高；能根據電力系統不同的電壓等級設置不同的報警安全距離，確保作業人員始終處在安全位置。5、安全帽採用分體式結構，可利用原有安全帽進行固定，整體安裝/拆除方便，便於投運和維護/檢修。
圖I是本發明外觀結構示意圖。圖2是本發明的結構示意框圖。
具體實施例方式參照附圖，結合具體實施例，對本發明做進一步詳細說明。
實施例如圖I所示，安全帽I的外部設置探頭2，使探頭2與安全帽I之間構成分體式連接固定結構；在探頭中設置整合在一起的多個電場強度檢測天線，多個電場強度檢測天線感應不同的電壓等級；在安全帽I內部設置微處理器控制整個裝置。如圖2所示，本發明包括微處理器和電源，電源與微處理器連接，向微處理器提供電能，滿足其正常工作需要；設有電場強度處理器，電場強度處理器與微處理器連接，電場強度處理器通過外部探頭可感應當前所處位置的電場強度，即距離，電場強度處理器輸出的電場強度和微處理器輸出端設置好的電場強度值送於安全距離比較器，安全距離比較器6將比較好的結果送至微處理器，由微處理器確定是否觸發報警；還包括語音裝置及蜂鳴器和IXD顯示屏幕，語音裝置及蜂鳴器和IXD顯示屏幕都與微處理器的輸出端連接，在微處理器輸出信號控制下產生IXD屏顯示相關設置及警示圖案、蜂鳴器發出報警音、語音裝置發出語音警報，提醒已經進入到不安全距離範圍內得人員注意。電場強度處理器基本功能和工作原理是變電站所在空間電場強度由高壓帶電設備等級決定，不同的設備高壓等級對空間內電場強度有影響並與距離成線性關係，通過檢測變電所空間環境中的電場強度便可以測算出當前電力線路與帶安全帽的作業人員是否超限。
安全距離比較器包括用於將電場強度處理電路的輸出信號進行預處理的放大整形電路、用於將實際檢測值與預設定值進行比較的數字比較電路和用於控制語音裝置和蜂鳴器工作的控制電路。微處理器為協調整個系統，收集各個模塊的信號並進行相應的操作，具有合適的數據處理能力和運算能力等，並且具有合適容量的非易失性存儲器，以存儲相應設置；電場強度處理器可感應當前探頭所處位置的電場強度，微處理器根據此電場強度與設置好的安全距離比較，將報警觸發距離的電場強度比較，當感應到安全距離範圍內的電場強度時便向微處理器發出報警信號，微處理器將報警信號顯示於LCD屏，同時微處理器通過語音裝置發出語音警報提示，蜂鳴器發出報警提示音，作業人員做出相應回退反應，避免人身感電事故的發生。本發明的控制方法包括下述步驟
電場強度處理器檢測探頭所在周圍的電場強度，並將檢測結果送入安全距離比較器； 在安全距離比較器中，將檢測到的電場強度信號與設定值進行比較；
以電場強度處理器檢測到的電場強度信號的強弱，作為微處理器觸發語音裝置和蜂鳴器工作的信號；
當電場強度信號高於預設定值時，安全距離比較器輸出信號，語音裝置和蜂鳴器開始工作；
當電場強度信號低於預設定值時，安全距離比較器不輸出信號，語音裝置和蜂鳴器不工作，以減少整個裝置的電源消耗；
所述電場強度處理器的檢測結果通過微處理器將計算後得到數據輸出至顯示裝置，供顯示、報警。
權利要求
1.控制人與帶電設備距離的智能型安全帽，其特徵在於安全帽外部安裝有電場強度檢測天線；電場強度檢測天線與電場強度處理器相連，電場強度處理器與微處理器輸出端並聯接於安全距離比較器輸入端，安全距離比較器的輸出端與微處理器的中斷信號輸入端連接，微處理器的輸入/輸出口與按鍵和語音報警器的輸入端連接。
2.根據權利要求I所述的控制人與帶電設備距離的智能型安全帽，其特徵在於所述的安全距離比較器包括用於將電場強度處理器的輸出信號進行預處理的放大整形電路、用於將實際檢測值與預設定值進行比較的數字比較電路和用於控制語音裝置和蜂鳴器工作的控制電路。
3.根據權利要求I所述的控制人與帶電設備距離的智能型安全帽的控制方法，其特徵在於包括下述步驟 電場強度處理器檢測探頭所在周圍的電場強度，並將檢測結果送入安全距離比較器； 在安全距離比較器中，將檢測到的電場強度信號與設定值進行比較； 以電場強度處理器檢測到的電場強度信號的強弱，作為微處理器觸發語音裝置和蜂鳴器工作的信號； 當電場強度信號高於預設定值時，安全距離比較器輸出信號，語音裝置和蜂鳴器開始工作； 當電場強度信號低於預設定值時，安全距離比較器不輸出信號，語音裝置和蜂鳴器不工作，以減少整個裝置的電源消耗。
全文摘要
本發明涉及一種用於控制人與帶電設備距離的智能型安全帽及控制方法。其結構為，安全帽外部安裝有電場強度檢測天線；電場強度檢測天線與電場強度處理器相連，電場強度處理器與微處理器輸出端並聯接於安全距離比較器輸入端，安全距離比較器的輸出端與微處理器的中斷信號輸入端連接，微處理器的輸入/輸出口與按鍵和語音報警器的輸入端連接。本發明能根據電力系統不同的電壓等級設置不同的報警安全距離，確保作業人員始終處在安全位置；適應不同電壓等級的變電站或輸電線路，無需攜帶額外的設置，而且實現了低功耗運行，具有良好的絕緣性，運行安全、可靠、準確性高。
文檔編號G01R29/12GK102621402SQ201210099068
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月6日 優先權日2012年4月6日
發明者田冰, 趙愛麗, 陳潤晶 申請人:遼寧省電力有限公司丹東供電公司