CN104062488A - 一种安全帽专用高压线路型预警器 - Google Patents

一种安全帽专用高压线路型预警器 Download PDF

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任明珠
孙毅斌
傅铭
胡达
王大成
谭佳
罗杰
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国网上海市电力公司
南京文道自动化系统有限公司
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Abstract

本发明公开了一种安全帽专用高压线路型预警器,可拆卸地安装在安全帽上,包括电源、感应天线、数字滤波器、信号放大器、ASIC芯片、MCU、语音报警器、RFID芯片、GPS芯片和数据库服务器,所述感应天线、数字滤波器、信号放大器、ASIC芯片、MCU和语音报警器依次相连,所述电源分别连接所述数字滤波器、信号放大器、ASIC芯片、MCU和语音报警器,所述MCU分别与所述RFID芯片、GPS芯片和数据库服务器相连。本发明的安全帽专用高压线路型预警器,安装在安全帽上,在小于安全距离时进行报警提示,提醒工作人员保持安全距离,从而在根源上预防非接触放电事故的发生。

Description

一种安全帽专用高压线路型预警器
技术领域
[0001] 本发明涉及一种安全帽专用高压线路型预警器。
背景技术
[0002] 电力工业是国民经济的重要基础产业,其安全生产直接关系到国民经济的发展和 人民生活的安定。供电企业级电力员工的安全体系的建立,是保障供电企业安全生产的必 然要处。安全体系的作用能否充分发挥,对确保电力安全生产具有重要意义。
[0003] 随着电力事业的迅猛发展及电网建设与改造步伐的加快,电力基本建设取得了显 著成效,保障电力设备和作业者的安全健康就是搞好安全的重要工作。施工过程中经常会 遇到工作区域上方有高压电力线路的情况,由于作业者的安全意识淡薄、防范措施不力等, 会使得设备或线路带电部分与工作人员的距离小于安全距离,从而发生非接触引起放电的 事故,事故后果非常严重。因此,研制一种方便工作人员使用地,当工作人员与高压电力设 备的带电部分相距小于安全距离时,就提示报警的装置或系统,是本申请人致力于解决的 问题。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种安全帽专用高压线路型预警器,安装在工作人员所戴 的安全帽上,在工作人员与高压电线的带电部分相距小于安全距离时,进行报警提示,提醒 工作人员保持安全距离,从而在根源上预防非接触放电事故的发生。
[0005] 实现上述目的的技术方案是:
[0006] 一种安全帽专用高压线路型预警器,可拆卸地安装在安全帽上,包括电源、感应天 线、数字滤波器、信号放大器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit,专用集成 电路)芯片、MCU (Micro Control Unit,微控制单兀)、语音报警器、RFID (Radio Frequency Identification,无线射频识别)芯片、GPS (Global Positioning System,全球定位系统)芯 片和数据库服务器,所述感应天线、数字滤波器、信号放大器、ASIC芯片、MCU和语音报警器 依次相连,所述电源分别连接所述数字滤波器、信号放大器、ASIC芯片、MCU和语音报警器, 所述MCU分别与所述RFID芯片、GPS芯片和数据库服务器相连,其中:
[0007] 所述感应天线,以非接触的方式接收高压线路周围的电场信号,并传输给所述数 字滤波器;
[0008] 所述数字滤波器将接收的电场信号进行滤波处理后传输给所述信号放大器;
[0009] 所述信号放大器将接收的经过滤波处理的电场信号进行放大处理后传输给所述 ASIC芯片;
[0010] 所述ASIC芯片,检出接收的经过放大处理的电场信号中的50HZ工频信号并传输 给所述MCU ;
[0011] 所述数据库服务器存储有各等级电压场强波动范围数据及距离数据;
[0012] 所述MCU,结合所述数据库服务器存储的各等级电压场强波动范围数据及距离数 据,对接收的50HZ工频信号加以修正并分析强度,在该50HZ工频信号的强度达到预设报警 值时,发出报警信号给所述语音报警器;
[0013] 所述语音报警器,接收所述报警信号,发出报警;
[0014] 所述RFID芯片以非接触的方式读取所述安全帽内的信息,用于标识佩戴所述安 全帽的工作人员;
[0015] 所述GPS芯片用于记录所述工作人员的运动轨迹数据,并将所述运动轨迹数据传 输给远程服务器。
[0016] 上述的一种安全帽专用高压线路型预警器,其中,所述安全帽专用高压线路型预 警器以挂接的方式可拆卸地安装在所述安全帽上。
[0017] 上述的一种安全帽专用高压线路型预警器,其中,所述MCU还与用于人机交互的 键盘相连。
[0018] 上述的一种安全帽专用高压线路型预警器,其中,所述GPS芯片通过 GPRS (General Packet Radio Service,通用分组无线服务)网络将所述运动轨迹数据传输 给远程服务器。
[0019] 上述的一种安全帽专用高压线路型预警器,其中,所述电源的电量不足时,所述语 音报警器发出报警。
[0020] 上述的一种安全帽专用高压线路型预警器,其中,所述语音报警器的信噪比大于 80dB。
[0021] 上述的一种安全帽专用高压线路型预警器,其中,所述电源采用两节7号电池供 电。
[0022] 本发明的安全帽专用高压线路型预警器与现有技术相比的有益效果是:本发明的 高压线路型预警器与安全帽分离式设计,方便工作人员使用;支持不同的电压等级,例如 10kV、35kV、220V和380V,根据电场强度与距离之间的关系即工频电场强度和磁感应强度 均随相对距离的增加而减小,针对不同电压等级,以非接触的方式采集高压线路周围的电 场信号,从中检出50HZ工频信号并分析其强度,以强度是否达到预定值来确定是否小于安 全距离,从而在小于安全距离时进行报警提示,提醒工作人员保持安全距离,从而在根源上 预防非接触放电事故的发生。并且,本发明具有的数据库服务器,因其存储的各等级电压场 强波动范围数据及距离数据,可以对50HZ工频信号加以修正,配合数字滤波器和信号放大 器可以达到准确检测的目的。
附图说明
[0023] 图1是本发明的安全帽专用高压线路型预警器的结构示意图。
具体实施方式
[0024] 下面将结合附图对本发明作进一步说明。
[0025] 请参阅图1,本发明的实施例,一种安全帽专用高压线路型预警器,可拆卸地安装 在安全帽上,包括电源1、感应天线2、数字滤波器3、信号放大器4、ASIC芯片5、MCU6、语音 报警器7、RFID芯片8、GPS芯片9、数据库服务器10和键盘11。感应天线2、数字滤波器3、 信号放大器4、ASIC芯片5、MCU6和语音报警器7依次相连,电源1分别连接数字滤波器3、 信号放大器4、ASIC芯片5、MCU6和语音报警器7, MCU6分别与RFID芯片8、GPS芯片9、数 据库服务器10和键盘11相连。
[0026] 感应天线2以非接触的方式接收高压线路周围的电场信号,并传输给数字滤波器 3,感应天线2可以可接收到50Hz-60Hz的微弱工频信号,又不至与外部短路;数字滤波器3 将接收的电场信号进行滤波处理后传输给信号放大器4 ;信号放大器4将接收的经过滤波 处理的电场信号进行放大处理后传输给ASIC芯片5,数字滤波器3和信号放大器4可以针 对不同的电压等级选用不同的电路,依次经过数字滤波器3和信号放大器4处理后的电场 信号在ASIC芯片5所允许的处理范围内;ASIC芯片5检出接收的经过放大处理的电场信 号中的50Hz工频信号并传输给MCU6。
[0027] 数据库服务器10存储有各等级电压场强波动范围数据及距离数据;MCU6结合数 据库服务器10存储的各等级电压场强波动范围数据及距离数据,对接收的50HZ工频信号 加以修正并分析强度,在该50HZ工频信号的强度达到预设报警值时,发出报警信号给语音 报警器7 ;语音报警器7接收所述报警信号,发出报警。
[0028] RFID芯片8以非接触的方式读取安全帽内的信息,用于标识佩戴安全帽的工作人 员;GPS芯片9用于记录工作人员的运动轨迹数据,并将运动轨迹数据传输给远程服务器, 当工作人员的运动轨迹靠近危险区域时,通过MCU6发送提示信号给语音报警器7,提示工 作人员有危险,优选地,GPS芯片9通过GPRS网络将所述运动轨迹数据传输给远程服务器。
[0029] 安全帽专用高压线路型预警器以挂接的方式可拆卸地安装在所述安全帽上,与安 全帽分离式设计,方便工作人员使用。
[0030] 当电源的电量不足时,语音报警器每隔1小时发出报警,提醒工作人员更换电池, 并且此时可以保证使用1个星期以上的电量,提醒使用的人更换电池。
[0031] MCU6结合数据库服务器10存储的各等级电压场强波动范围数据及距离数据,对 接收的50HZ工频信号加以修正,然后分析修正后的50HZ工频信号的强度,在该50HZ工频 信号的强度达到预设报警值时(表示相距小于安全距离),发出报警信号给语音报警器7, 语音报警器7接到报警信号后发出警报,提醒工作人员保持安全距离;因为现场情况复杂 以及检测中信号强度非线性误差,需要修正,所以需要不同电压等级不同场所的测试数据 资料库,配合数字滤波器3和信号放大器4以达到准确检测的目的。
[0032] 本实施例中,电源1采用两节7号电池供电;键盘11用于人机交互,按动键 盘可进行电压等级的切换;语音报警器7的信噪比大于80dB。ASIC芯片5的大小为 1. 8mm X 2. 97mm,体积小。
[0033] 本发明的安全帽专用高压线路型预警器,可安装在安全帽上或佩戴到工作人员身 上,支持不同的电压等级,例如10kV、35kV、220V和380V,可通过在工作场所安装设定的固 定装置或GPS芯片的功能设置电压等级,这样使得每个预警器都变成为一个可联网的终端 设备,当设置成高于10kV的电压时时限为4小时,超过4小时后会语音提示自动回到10kV V档位,以防止设置档位不对需造成人身伤害的事故。而且本发明的预警器采用不关机的工 作方式,可以避免忘记开机而造成的事故,静态功耗极低只有10uA左右,电源正常可使用1 年半左右。
[0034] 优选地,语音报警器7可具有振动报警功能,有多种报警方式可以增加安全性,报 警时增加电压等级播报,可在报警时就知道所设置的电压等级,如"有电危险,请勿靠近, 10kV,,。
[0035] 本发明的安全帽专用高压线路型预警器,体积小、重量轻、功耗小、不受外界气候, 温度影响,工作性能稳定,可靠可广泛使用于对发、变、送、配、农电和从事电气设备上工作 的人员提供安全预警的功能,当在高压线路和电器设备等危险环境安装及作业时,当设备 或线路带电部分与人员的距离小于安全距离时预警系统就提示已靠近带电线路警示工作 人员需严格按照安全工作规程操作。
[0036] 以上实施例仅供说明本发明之用,而非对本发明的限制,有关技术领域的技术人 员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以作出各种变换或变型,因此所有等同的 技术方案也应该属于本发明的范畴,应由各权利要求所限定。

Claims (7)

1. 一种安全帽专用高压线路型预警器,可拆卸地安装在安全帽上,其特征在于,包括电 源、感应天线、数字滤波器、信号放大器、ASIC芯片、MCU、语音报警器、RFID芯片、GPS芯片和 数据库服务器,所述感应天线、数字滤波器、信号放大器、ASIC芯片、MCU和语音报警器依次 相连,所述电源分别连接所述数字滤波器、信号放大器、ASIC芯片、MCU和语音报警器,所述 MCU分别与所述RFID芯片、GPS芯片和数据库服务器相连,其中: 所述感应天线,以非接触的方式接收高压线路周围的电场信号,并传输给所述数字滤 波器; 所述数字滤波器将接收的电场信号进行滤波处理后传输给所述信号放大器; 所述信号放大器将接收的经过滤波处理的电场信号进行放大处理后传输给所述ASIC -H-* LL 心片; 所述ASIC芯片,检出接收的经过放大处理的电场信号中的50HZ工频信号并传输给所 述 MCU ; 所述数据库服务器存储有各等级电压场强波动范围数据及距离数据; 所述MCU,结合所述数据库服务器存储的各等级电压场强波动范围数据及距离数据,对 接收的50HZ工频信号加以修正并分析强度,在该50HZ工频信号的强度达到预设报警值时, 发出报警信号给所述语音报警器; 所述语音报警器,接收所述报警信号,发出报警; 所述RFID芯片以非接触的方式读取所述安全帽内的信息,用于标识佩戴所述安全帽 的工作人员; 所述GPS芯片用于记录所述工作人员的运动轨迹数据,并将所述运动轨迹数据传输给 远程服务器。
2. 根据权利要求1所述的一种安全帽专用高压线路型预警器,其特征在于,所述安全 帽专用高压线路型预警器以挂接的方式可拆卸地安装在所述安全帽上。
3. 根据权利要求1所述的一种安全帽专用高压线路型预警器,其特征在于,所述MCU还 与用于人机交互的键盘相连。
4. 根据权利要求1所述的一种安全帽专用高压线路型预警器,其特征在于,所述GPS芯 片通过GPRS网络将所述运动轨迹数据传输给远程服务器。
5. 根据权利要求1所述的一种安全帽专用高压线路型预警器,其特征在于,所述电源 的电量不足时,所述语音报警器发出报警。
6. 根据权利要求1所述的一种安全帽专用高压线路型预警器,其特征在于,所述语音 报警器的信噪比大于80dB。
7. 根据权利要求1所述的一种安全帽专用高压线路型预警器,其特征在于,所述电源 采用两节7号电池供电。
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