預防帶地線合閘報警裝置的製作方法
2023-08-02 02:58:51 3
專利名稱：預防帶地線合閘報警裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型為一種臨時掛接地線的安全防護裝置，屬於防預報警裝置。
目前，在維修或工作現場常常需要臨時接地線，也叫臨時接地封線，是指在電力生產現場檢修設備時為了防止停電設備突然來電或者可能產生的感應電壓及被檢修設備與電源斷開後剩餘電荷對檢修人員的傷害，將檢修設備輸入的三相電源短路並接地所採用的設備。是保護檢修人員人身安全的重要措施，也是倒閘操作任務中的重要步驟。隨著經濟的發展，用電負荷也急劇增長，電力生產現場的控制設備也相應增多，檢修任務成比例的增加，接地封線的使用頻率也隨之增加，可隨之而來的帶地線合閘事故也頻頻發生。目前電力系統一直在使用的臨時接地線組由於缺乏有效的監測管理裝置，現場操作人員稍有疏忽就會造成大事故，接地線的誤操作不僅會造成人員的傷亡，設備損壞而且還會給電網的安全運行生產帶來經濟上的巨大損失。
本實用新型的目的是設計一種預防帶地線合閘報警裝置，其結構合理，對地線的使用進行嚴格管理，防止發生重大事故，使電力系統的運行更加安全。
本實用新型所設計的預防帶地線合閘報警裝置主要由地線架、控制器及地線狀態指示器構成，地線控制架由架身、掛鈎及地線狀態信號採集器組成，地線狀態信號採集器位於架身內，掛鈎位於架身表面，其掛鈎一端與地線狀態信號採集器連接，另一端用於置放地線；控制器及地線狀態指示器安裝於主控室內，地線狀態指示器與控制器連接。
本實用新型所設計的預防帶地線合閘報警裝置中，地線狀態信號採集器的電路部分包括微處理器(D1)、地線狀態檢測器、復位及時鐘電路、低壓電力線載波傳輸模塊(N1)和電源電路，微處理器為地線狀態信號採集器電路中的核心部分；電源電路用於提供地線狀態信號採集器中各部分的工作電源，電源電路中由變壓器(T1)、整流器(E1、E2)、穩壓器(N2、N3)、二極體(V3)、電容(C3～C10)、電阻(R7～R11)及選檔開關(K)連接組成；地線狀態檢測器與微處理器(D1)及電源電路連接，地線狀態檢測器由傳感開關(S1～S24)、接線接口(X1～X4)、上拉電阻(R1～R3)對應串接構成；低壓電力線載波傳輸模塊(N1)與微處理器(D1)相連接，復位及時鐘電路由復位電路模塊(D2)、復位鍵(S25)、電阻(R5、R6)、三極體(V1)、發光二極體(V2)、電容(C1、C2)、晶振(B1)連接形成，復位模塊(D2)通過相關的連接線路與微處理器(D1)、低壓電力線載波傳輸模塊(N1)及地線狀態檢測器連接。
本實用新型所設計的預防帶地線合閘報警裝置中的控制器的控制電路由單片機(D4)、電源電路、載波傳輸模塊(N13)、復位及時鐘電路、顯示驅動電路構成，單片機(D4)為控制器中接收處理信號的核心；電源電路由變壓器(T1)、整流器(E21、E22)、穩壓器(N22、N23、N24)、二極體(V26)、電容(C23～C30)、電阻(R27～R31)及選檔開關(K2)連接組成，電源電路提供控制器各部分工作電源；用於接收信號的載波模塊(N13)與單片機(D4)連接；復位及時鐘電路由復位電路模塊(D3)、發光二極體(V22)、三極體(V23)、電阻(R21、R22)、復位鍵(K3)、電容(C21、C22、C31)及晶振(B2)連接形成，復位及時鐘電路分別與載波傳輸模塊(N13)、單片機(D4)及驅動顯示電路連接，以配合單片機(D4)接收及處理信號；顯示驅動電路由驅動晶片(G3～G8)、電阻(R23、R24、R26)及接口(X22、X23)連接形成，接口(X22、X23)用於與地線狀態指示器連接。
為方便觀察，本實用新型所設計的預防帶地線合閘報警裝置中還安裝有光字牌。
為加強報警效果，本實用新型所設計的預防帶地線合閘報警裝置中還安裝有語音提示器。
為保證信號傳遞的穩定性，本實用新型所設計的預防帶地線合閘報警裝置中還安裝有線路耦合器，線路耦合器與控制器相連接。
在本實用新型所設計的預防帶地線合閘報警裝置的控制器的控制電路中還帶有語音控制電路，語音控制電路包括語音晶片(D9)、功率放大器(N26)、電容(C33)及揚聲器(B20)連接構成，語音控制電路與單片機(D4)連接。
本實用新型所設計的預防帶地線合閘報警裝置的控制器的控制電路中還帶有光字牌顯示控制電路，它由電阻(R22、R26、R32)、三極體(V21)、發光二極體(V25)、二極體(V24)及繼電器(K21)、插口(X24)連接組成。
本實用新型所設計的預防帶地線合閘報警裝置中的地線架中帶有2個以上的掛鈎。
本實用新型所設計的預防帶地線合閘報警裝置中的地線狀態指示器由發光二極體構成。
本實用新型所設計的預防帶地線合閘報警裝置在應用時，一般情況下，地線均掛在地線架的掛鈎上，嚴格進行管理。當需要時，地線臨時離開地線架時，掛鈎相當一傳感器，向地線架身內的地線狀態信號採集器中的微處理器(D1)發出一電位信號，微處理器(D1)收到信號經過判斷為有效信號後，將該地線位置的狀態進行編碼並向低壓電力線載波傳輸模塊(N1)發出經過編碼後的位置信號及發送控制信號，低壓電力載波傳輸模塊(N1)在這些信號的作用下以移頻鍵控的方式再將位置信號發送到低壓電力線上。在地線狀態信號採集器工作過程中，電路中的復位及時鐘電路提供復位及時鐘信號，電源電路向整個裝置提供電源。而在主控室內的控制器中的載波傳輸模塊(N13)接收到從地線架端發出的信號後，經檢波還原後輸出編碼脈衝送給單片機(D4)，經單片機(D4)處理後的信號被送到相應的顯示器接口以驅動相應的地線狀態指示器，顯示地線的工作狀態。若該裝置中連接有光字牌或語音提示器，則信號同時被送到光字牌顯示控制電路及語音控制電路，使光字牌顯示「地線未回歸」或「地線未拆除」等字樣，語音加以提示。
本實用新型所設計的預防帶地線合閘報警裝置的優點是1．加強對地線臨時接線較為標準和準確的管理，降低事故隱患；2．保證電網安全、正常運行，減少不必要的經濟損失。
本實用新型所設計的預防帶地線合閘報警裝置主要用於電力系統中。
圖1是本實用新型所設計的預防帶地線合閘報警裝置中的地線架的結構圖。
圖2是本實用新型所設計的預防帶地線合閘報警裝置的各部分連接方框示意圖。
圖3是圖1中地線狀態信號採集器的電路原理圖。
圖4是圖2中控制器的電路原理圖。
下面根據附圖結合具體實施例對本實用新型所設計的預防帶地線合閘報警裝置的結構及實施方式作進一步說明。
實施例如圖1、2所示的預防帶地線合閘報警裝置，主要由地線架1、控制器2、地線狀態指示器3及線路耦合器4構成。地線架1如圖1所示，其中A圖為主視圖，B圖為側視圖，地線架1主要由架身5、掛鈎6及地線狀態信號採集器7組成，掛鈎6有六個，可掛六組地線，地線狀態信號採集器7安裝於架身5的上方。控制器2及地線狀態指示器3安裝於電力監控的主控室內，地線狀態指示器3、線路耦合器4與控制器2連接安裝。控制器2上還安裝有語音提示裝置及光字牌。地線狀態信號採集器3的電路原理圖如圖3所示，其主要功能是採集地線是否掛在掛鈎6上的信號，然後將該信號發送至低壓電力線上。地線狀態信號採集器7的電路由微處理器D1、地線狀態檢測器、復位及時鐘電路、低壓電力線載波傳輸模塊N1和電源電路構成，微處理器D1為地線狀態信號採集器電路中的核心，用於控制採集及發送信號，電源電路用於提供地線狀態信號採集器中各部分的工作電源，電源電路中由變壓器T1、整流器E1、E2、穩壓器N2、N3、二極體V3、電容Ca～C10、電阻R7～R11及選檔開關K連接組成；地線狀態檢測器與微處理器D1及電源電路連接，地線狀態檢測器由傳感開關S1～S24、接線接口X1～X4、上拉電阻R1～R3對應串接構成；低壓電力線載波傳輸模塊N1與微處理器D1相連接，復位及時鐘電路由復位電路模塊D2、復位鍵S25、電阻R5、R6、三極體V1、發光二極體V2、電容C1、C2及晶振B1連接形成，復位模塊D2通過相關的連接線路與微處理器D1、低壓電力線載波傳輸模塊N1及地線狀態檢測器連接。電路中由接口X6、開關S26、保險F1及過壓保護單元R12組成接口電路。掛鈎6即地線狀態檢測器中的傳感開關S1～S6。當地線較多時，可將另外多個掛鈎連接在同一地線狀態信號採集器7中，地線狀態信號採集器最多可接48個掛鈎。
控制器2是該裝置的核心部分，主要用於接收低壓電力線上的地線狀態信號，並傳遞給與控制器2連接的地線狀態指示器3，光字牌及語音裝置。控制器2的電路原理圖如圖4所示，主要由單片機D4、電源電路、載波傳輸模塊N13、復位及時鐘電路、顯示驅動電路、語音控制電路、光字牌顯示控制電路構成，單片機D4為控制器中接收處理、信號的核心；電源電路由變壓器T2、整流器E21、E22、穩壓器N22、N23、N24、二極體V26、電容C23～C30、電阻R27～R31及選檔開關K2連接組成，電源電路提供控制器各部分工作電源；用於接收信號的載波傳輸模塊N13與單片機D4連接；復位及時鐘電路由復位電路模塊D3、發光二極體V22、三極體V23、電阻R21、R22、復位鍵K3、電容C21、C22、C31及晶振B2連接形成，復位及時鐘電路分別與載波傳輸模塊N13、單片機D4及驅動顯示電路連接，以配合單片機D4接收及處理信號；顯示驅動電路由驅動晶片G3～G8、電阻R23、R24、R25及接口X22、X23連接形成，接口X22x、X23用於與地線狀態指示器連接。語音控制電路包括語音晶片(D9)、功率放大器N26、電容C33及揚聲器B20連接構成，語音控制電路與單片機D4連接。光字牌顯示控制電路由電阻R22、R26R32、三極體V21、發光二極體V25、二極體V24及繼電器K21、插口X24連接組成，由單片機D4控制顯示。該控制電路中由接口X21、開關S27、保險F2及過壓保護單元R14組成接口電路。
該預防帶地線合閘報警裝置的工作原理如下(1)．地線架工作原理接通電源後復位電路D2向微處理器D1發出復位信號，微處理器D1復位，檢測地線傳感開關的狀態，並將檢測結果送到微處理器D1內寄存器，當收到由控制器發來的查詢信號向微處理器D1向載波傳輸模塊N1發出驅動信號，載波傳輸模塊N1以移頻鍵控的方式將信號發送到低壓電力線上傳送給控制器，使控制器接收地線狀態。(2)．控制器的工作原理接通電源後單片機D4復位，然後通過載波傳輸模塊N13發出查詢信號給地線架，在收到地線架1送回的地線狀態信號後對信號進行處理，並驅動地線狀態指示器的驅動晶片G3-G8及通過R22電阻使三極體V21導通使繼電器K21吸合給光字牌供電使光字牌和地線狀態指示器發出告警信號，並驅動語音報警晶片D9向控制室值班人員發出燈光信號給及語音告警信號，以提示臨時地線的工作狀態。(3)．地線狀態指示器3，通過連接接口X22、X23與控制器2連接。它由多個大直徑的雙色發光二極體組成，每個管的位置與地線架上的掛鈎6一一對應，當地線投入運行時與之對應的發光二極體將被點亮，指示該組地線正在運行。(4)．線路耦合器4由於在該裝置中地線架1與控制器2之間的通信是通過低壓電力線進行的，如果地線架1與控制器2的電源未接到同一相線上時可能會造成通信信號的衰減過大使系統不能正常工作，故在控制器2前端的三相電源線上加裝一個線路耦合器4，低壓電力線上的信號經線路耦合器4傳輸後再傳入控制器2中，以保證通信的暢通及準確判斷。(5)．光字牌該裝置中的光字牌的用途是用來向主控室的值班人員指示臨時地線的工作狀態的。光字牌通過插口X24與控制器2連接。當地線架上的某一組或幾組地線投入運行時，安裝於控制器2中的光字牌驅動電路工作，輸出驅動信號，光字牌將被點亮，顯示「地線未拆除」或「地線未回歸」字樣，當所有地線全部回位後燈光熄滅。
由上述可看出該預防帶地線合閘報警裝置主要用於電力系統檢修或處理故障時，針對在變電設備區停電設備上所掛接的臨時地線組，通過監測、報警、顯示等有序的管理以保護工作人員及設備的安全。臨時接地線是電力系統檢修人員的生命線，在電力系統運行檢修過程中的重要性是可想而知的。本裝置中的控制器2和地線架1是在不破壞原地線組的基礎上採用低壓電力線載波傳輸方式把從地線架1上送來的地線狀態信號驅動地線狀態指示器3及光字牌和語音報警裝置向值班人員發出可見可聞的告警信號，以提示臨時地線設備的狀態。該控制器2通常安裝在主控室信號模擬屏的上邊，通過信號電纜與地線狀態指示器3及光字牌相連，在臨時地線操作期間，地線的操作狀態始終處於控制器2的監視之下，只有當臨時地線完全拆除並完全放入地線管理架內時該地線組的告警信號才會解除。因此可以完全防止由於工作人員的疏忽而造成的地線誤操作事故。對於主控室值班人員來說還可以將信號通過控制器2與模擬屏連接在模擬屏上顯示，通過模擬屏顯示的地線狀態信號來判斷現場有無臨時地線在操作，以達到防止帶地線合閘事故的發生從而保證電網運行的安全。
權利要求1．一種預防帶地線合閘報警裝置，其特徵是主要由地線架、控制器及地線狀態指示器構成，地線控制架由架身、掛鈎及地線狀態信號採集器組成，地線狀態信號採集器位於架身內，掛鈎位於架身表面，其掛鈎一端與地線狀態信號採集器連接，另一端用於置放地線；控制器及地線狀態指示器安裝於主控室內，地線狀態指示器與控制器連接。
2．根據權利要求1所述的預防帶地線合閘報警裝置，其特徵還在於地線狀態信號採集器的電路部分包括微處理器(D1)、地線狀態檢測器、復位及時鐘電路、低壓電力線載波傳輸模塊(N1)和電源電路，微處理器為地線狀態信號採集器電路中的核心部分；電源電路用於提供地線狀態信號採集器中各部分的工作電源，電源電路中由變壓器(T1)、整流器(E1、E2)、穩壓器(N2、N3)、二極體(V3)、電容(C3～C10)、電阻(R7～R11)及選檔開關(K)連接組成；地線狀態檢測器與微處理器(D1)及電源電路連接，地線狀態檢測器由傳感開關(S1～S24)、接線接口(X1～X4)、上拉電阻(R1～R3)對應串接構成；低壓電力線載波傳輸模塊(N1)與微處理器(D1)相連接，復位及時鐘電路由復位電路模塊(D2)、復位鍵(S25)、電阻(R5、R6)、三極體(V1)、發光二極體(V2)、電容(C1、C2)、晶振(B1)連接形成，復位模塊(D2)通過相關的連接線路與微處理器(D1)、低壓電力線載波傳輸模塊(N1)及地線狀態檢測器連接。
3．根據權利要求1所述的預防帶地線合閘報警裝置，其特徵還在於控制器的控制電路由單片機(D4)、電源電路、載波傳輸模塊(N13)、復位及時鐘電路、顯示驅動電路構成，單片機(D4)為控制器中接收處理信號的核心；電源電路由變壓器(T2)、整流器(E21、E22)、穩壓器(N22、N23、N24)、二極體(V26)、電容(C23～C30)、電阻(R27～R31)及選檔開關(K2)連接組成，電源電路提供控制器各部分工作電源；用於接收信號的載波模塊(N13)與單片機(D4)連接；復位及時鐘電路由復位電路模塊(D3)、發光二極體(V22)、三極體(V23)、電阻(R21、R22)、復位鍵(K3)、電容(C21、C22、C31)及晶振(B2)連接形成，復位及時鐘電路分別與載波傳輸模塊(N13)、單片機(D4)及驅動顯示電路連接，以配合單片機(D4)接收及處理信號；顯示驅動電路由驅動晶片(G3～G8)、電阻(R23、R24、R25)及接口(X22、X23)連接形成，接口(X22、X23)用於與地線狀態指示器連接。
4．根據權利要求1所述的預防帶地線合閘報警裝置，其特徵還在於還安裝有光字牌。
5．根據權利要求1所述的預防帶地線合閘報警裝置，其特徵還在於還安裝有語音提示器。
6．根據權利要求1所述的預防帶地線合閘報警裝置，其特徵還在於還安裝有線路耦合器，線路耦合器與控制器相連接。
7．根據權利要求1所述的預防帶地線合閘報警裝置，其特徵還在於控制器的控制電路中還帶有語音控制電路，語音控制電路包括語音晶片(D9)、功率放大器(N26)、電容(C33)及揚聲器(B20)連接構成，語音控制電路與單片機(D4)連接。
8．根據權利要求1所述的預防帶地線合閘報警裝置，其特徵還在於控制器的控制電路中還帶有光字牌顯示控制電路，它由電阻(R22、R26、R32)、三極體(V21)、發光二極體(V25)、二極體(V24)及繼電器(K21)、插口(X24)連接組成。
9．根據權利要求1所述的預防帶地線合閘報警裝置，其特徵還在於地線架中帶有2個以上的掛鈎。
10．根據權利要求1所述的預防帶地線合閘報警裝置，其特徵還在於地線狀態指示器由發光二極體構成。
專利摘要本實用新型為一種臨時掛接地線的安全防護裝置,屬於防預報警裝置。它主要由地線架、控制器及地線狀態指示器構成,地線控制架由架身、掛鈎及地線狀態信號採集器組成,地線狀態信號採集器位於架身內,掛鈎位於架身表面,其掛鈎一端與信號採集器連接,另一端用於置放地線；控制器及地線狀態指示器安裝於主控室內,地線狀態指示器與控制器連接。本實用新型結構合理,加強對地線臨時接線較為標準和準確的管理,降低事故隱患。
文檔編號H01R4/66GK2454914SQ00262079
公開日2001年10月17日 申請日期2000年11月17日 優先權日2000年11月17日
發明者劉尚國 申請人:劉尚國