CN104123802B

CN104123802B - 一种变电站智能安全围栏装置

Info

Publication number: CN104123802B
Application number: CN201410390170.5A
Authority: CN
Inventors: 张银川; 杨涛; 孙建人; 刘亚栋; 李元飞; 于慎航; 李现忠; 季晶; 王亮亮; 张海; 胡国洋; 滕金佐
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; Yantai Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; Yantai Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Priority date: 2014-08-11
Filing date: 2014-08-11
Publication date: 2016-07-06
Anticipated expiration: 2034-08-11
Also published as: CN104123802A

Abstract

本发明公开了一种变电站智能安全围栏装置，其特征在于它包括两根支撑杆（7）、伸缩式围绳（11）等，红外信号发射及图像记录合成单元（8）包括第一锂电池（8-8）、PCB板（8-5）、红外发射电路（8-7）、第一电源端子（8-9）、探头（8-4）等，PCB板（8-5）上设有晶振电路（8-1）、中央集成智能模块（8-2）、视频存储单元（8-3）、USB接口（8-6）；红外信号接收及语音告警合成单元（9）包括第二锂电池（9-9）、第二PCB板（9-2）、红外信号接收管（9-1）、第二电源端子（9-8），调位步进电机（9-6）、告警录音播放器（9-7），第二锂电池（9-9），第二PCB板（9-2）上设有红外信号解码器（9-3）以及信号解调控制电路（9-4）、红外信号接收管角度自适应闭环调节机构（9-5），本发明有效防止事故发生；保证装置始终可靠工作，有效规避误报警；实时查看隔离效果。

Description

一种变电站智能安全围栏装置

技术领域：

本发明涉及一种变电站智能安全围栏装置，属于电力系统变电运检领域。

背景技术：

安全围栏是在进行围护、隔离、遮挡等工作中常用的装置，主要用在发电厂、变电站的电气设备检修、电气实验、配电检修等工作中，是变电站运行检修试验工作中最常用的工具之一。常见的围栏主要包括玻璃钢围栏、绝缘伸缩围栏、安全围网式围栏、安全围旗式围栏及最新的电子式安全围栏等种类。当前工作现场使用的常规围栏存在的隐患和不足主要包括：1）缺乏有效警示提醒，在作业现场工作人员多，出入频繁，监护力量薄弱的情况下，对于工作人员擅自进入带电设备区的行为无法进行告警提醒，容易诱发事故；2）围栏不够坚固，易损坏，目前采用的将围绳缠绕在固定支架上的通用方法在受到外力影响时容易出现围栏松动，脱扣等现象，造成对带电设备的隔离失效。最新的电子式围栏由于不能很好地解决外力影响下收发装置的精确对位问题，容易出现信号接收中断而引起误告警的现象。安全围栏在电力系统变电运检领域有着不可取代的重要作用，而现有各种安全围栏并不能完全满足现场工作对相关安全措施的要求，其中存在不小的隐患。为此，研制一种能够有效消除上述安全隐患，进一步满足电力安全生产实际要求的新型安全围栏装置是十分必要的。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种适用于工作人员多，出入频繁，监护力量薄弱的作业现场，有效防止事故发生；保证装置始终可靠工作，有效规避误报警；实时查看隔离效果的变电站智能安全围栏装置。

本发明同已有技术相比可通过如下措施来达到：一种变电站智能安全围栏装置，其特征在于它包括两根支撑杆，其中一根支撑杆的上部和中部各设有一个弹性卷筒，弹性卷筒内设有伸缩式围绳，该支撑杆上两个弹性卷筒之间设有红外信号发射及图像记录合成单元以及红外信号接收及语音告警合成单元，另一根支撑杆的上部和中部各设有一个与弹性卷筒相对应的T型卡槽，该支撑杆上两个T型卡槽之间连接红外信号发射及图像记录合成单元以及红外信号接收及语音告警合成单元，红外信号发射及图像记录合成单元包括第一锂电池、第一PCB板、红外发射电路、第一电源端子、探头，第一锂电池连接电源按钮、红外信号发射电路工作按钮，电源按钮连接第一指示灯、第一电源端子，红外信号发射电路工作按钮连接探头，第一PCB板连接第二指示灯、探头，第一PCB板上设有晶振电路、中央集成智能模块、视频存储单元，视频存储单元连接USB接口，中央集成智能模块包括编码器，编码器分别连接脉冲调制电路、晶振电路，脉冲调制电路连接信号放大器，信号放大器连接驱动电路，驱动电路分别连接红外发射电路、驱动监控模块，视频交互装置分别连接探头、视频存储单元；红外信号接收及语音告警合成单元包括第二锂电池、第二PCB板、红外信号接收管、第二电源端子、调位步进电机、告警录音播放器，第二锂电池连接电源开关按钮、红外信号接收管角度调整开关按钮，电源开关按钮连接电源指示灯、第二电源端子，红外信号接收管角度调整开关按钮连接信号接收指示灯、调位步进电机，第二PCB板上设有红外信号解码器以及信号解调控制电路、红外信号接收管角度自适应闭环调节机构，红外信号解码器分别连接信号解调控制电路、红外信号接收管角度自适应闭环调节机构、红外信号接收管、第二锂电池，信号解调控制电路连接告警录音播放器，红外信号接收管角度自适应闭环调节机构包括信号能量比较单元，信号能量比较单元连接直流电机驱动单元，信号能量比较单元连接红外信号接收管，直流电机驱动单元连接调位步进电机，红外信号接收管连接调位步进电机。

为了进一步实现本发明的目的，所述的每根支撑杆的下端设有伞状滑环，每根支撑杆上设有固定环，伞状滑环和固定环之间设有弹性卡片，固定环连接个收缩支撑脚，每个收缩支撑脚均通过活动关节铁销连接一伞状连杆，每个伞状连杆均与伞状滑环相连。

本发明同已有技术相比可产生如下积极效果：本发明在两根支撑杆之间设有上下两道伸缩式围绳，在一根支撑杆上位于上下两道伸缩式围绳中间的位置安装红外信号发射及图像记录合成单元。在另一根支撑杆上位于上下两道伸缩式围绳中间的位置装设红外信号接收及告警合成单元，并配置告警录音播放器，有效警示擅自进入带电设备隔离区的工作人员，消除了由于外力影响造成伸缩式围绳脱扣而产生的隔离措施失效的隐患，有效规避现场工作人员多，出入频繁，在监护不力的情况下有人擅自进入带电设备区的致命风险，帮助加强与提高设备区工作的监护力量；本发明装设的红外信号接收管角度自适应闭环调节机构能够通过计算比较相邻时刻接收到的信号能量大小自适应的闭环调节红外信号接收管的水平偏转角度，实现对发射信号的最佳接收效果，有效解决了电子式围栏的信号收发装置在使用过程中由于外力影响造成信号接收中断而发生误告警的现象，精准可靠地隔离带电设备；本发明装设的探头、视频存储单元以及USB接口元件能够保证对带电设备隔离效果进行实时自动记录,并可随时调阅检查指定时段内对带电设备的隔离效果。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的红外信号发射及图像记录合成单元的结构示意图；

图3为本发明的红外信号接收及语音告警合成单元的结构示意图；

图4为本发明的电路原理框图；

图5为本发明的中央集成智能模块的电路原理框图；

图6为本发明的红外信号接收管角度自适应闭环调节机构的电路原理框图。

具体实施方式：下面结合附图对发明的具体实施方式做详细说明：

实施例：一种变电站智能安全围栏装置（参见图1），它包括两根支撑杆7，相邻的两根支撑杆7构成一组装置构架，每根支撑杆7的下端设有伞状滑环1，每根支撑杆7上设有固定环6，伞状滑环1和固定环6之间设有弹性卡片3，固定环6连接4个收缩支撑脚5，每个收缩支撑脚5均通过活动关节铁销4连接一伞状连杆2，每个伞状连杆2均与伞状滑环1相连，收缩支撑脚5用于在工作面上支撑稳定整个装置架构。其中一根支撑杆7的上部和中部各设有一个弹性卷筒10，弹性卷筒10内设有伸缩式围绳11，该支撑杆7上两个弹性卷筒10之间通过固定安装孔8-10用螺栓连接红外信号发射及图像记录合成单元8以及通过固定安装孔9-10用螺栓连接红外信号接收及语音告警合成单元9。另一根支撑杆7的上部和中部各设有一个与弹性卷筒10相对应的T型卡槽12，该支撑杆7上两个T型卡槽12之间通过固定安装孔8-10用螺栓连接红外信号发射及图像记录合成单元8以及通过固定安装孔9-10用螺栓连接红外信号接收及语音告警合成单元9。

红外信号发射及图像记录合成单元8（参见图2、图4、图5），其壳体上设有安装固定孔8-10，红外信号发射及图像记录合成单元8的壳体内锂电池安装槽中设有锂电池8-8、PCB板8-5、红外发射电路8-7、电源端子8-9，探头8-4，用于采集图像的探头8-4装设在两个安装固定孔8-10连线的中央位置。锂电池8-8连接电源按钮13、红外信号发射电路工作按钮14，电源按钮13连接指示灯15、电源端子8-9，红外信号发射电路工作按钮14连接探头8-4，PCB板8-5连接指示灯16，为指示灯16转供工作用电、同时通过数据线与探头8-4连接，PCB板8-5上设有晶振电路8-1、中央集成智能模块8-2、视频存储单元8-3，视频存储单元8-3连接USB接口8-6。中央集成智能模块8-2包括编码器VD50268-2-1，编码器VD50268-2-1分别连接脉冲调制电路8-2-2、晶振电路8-1，脉冲调制电路8-2-2连接信号放大器8-2-3，信号放大器8-2-3连接驱动电路8-2-4，驱动电路8-2-4分别连接红外发射电路8-7、驱动监控模块8-2-5，视频交互装置8-2-6分别连接探头8-4、视频存储单元8-3。编码器VD50268-2-1对时钟信号进行编码，脉冲调制电路8-2-2对输入的编码信号进行脉宽调制，信号放大器8-2-3用于加强调制后输出的信号，经放大的信号输入驱动电路8-2-4，驱动电路8-2-4输出至红外发射电路8-7，驱动其发射红外线信号，驱动监控模块8-2-5监控红外线信号发射回路工作电压。探头8-4采集到的信号经由视频交互装置8-2-6进行处理。视频交互装置8-2-6输出至视频存储单元8-3，通过USB接口8-6可实现视频提取功能，电源端子8-9用于为该合成单元内的所有元件分配电能，在本发明中使用前2个端子位。晶振电路8-1为红外线接收与视频记录提供准确时钟频率，用于实时输出时钟信号，同时为中央集成智能模块8-2中的视频交互装置8-2-6进行图像处理提供时间参数。

锂电池8-8通过电源端子8-9为红外信号发射及图像记录合成单元8中的元件提供工作电源，通过电源按钮13启停合成单元8，按下电源按钮13后指示灯15亮，用以指示整个合成单元回路导通。按下红外信号发射电路工作按钮14为PCB板8-5供电后指示灯16亮，表明红外信号发射回路工作正常。

红外信号接收及语音告警合成单元9（参见图3、图4、图6）。其壳体上设有安装固定孔9-10，红外信号接收及语音告警合成单元9的壳体内除设有插装锂电池9-9的锂电池安装槽外，还包括PCB板9-2、红外信号接收管CX201069-1、电源端子9-8，调位步进电机9-6、告警录音播放器9-7。锂电池9-9连接电源开关按钮17、红外信号接收管角度调节开关按钮18，电源开关按钮17连接电源指示灯19、电源端子9-8，红外信号接收管角度调节开关按钮18连接信号接收指示灯20、调位步进电机9-6，PCB板9-2上设有红外信号解码器VD50279-3以及信号解调控制电路9-4、红外信号接收管角度自适应闭环调节机构9-5，红外信号解码器VD50279-3分别连接信号解调控制电路9-4、红外信号接收管CX201069-1、锂电池9-9，信号解调控制电路9-4连接告警录音播放器9-7，红外信号接收管角度自适应闭环调节机构9-5包括信号能量比较单元9-5-1、直流电机驱动单元9-5-2，信号能量比较单元9-5-1连接直流电机驱动单元9-5-2，信号能量比较单元9-5-1连接红外信号接收管CX201069-1，直流电机驱动单元9-5-2连接调位步进电机9-6，红外信号接收管CX201069-1连接调位步进电机9-6。电源开关按钮7用来控制装置的启停。红外信号接收管角度调整开关按钮18在正常工作时为按下状态。当信号接收正常时信号接收指示灯20亮，当无线信道被阻塞时信号接收指示灯20灭。调位步进电机9-6工作时根据红外信号接收管角度自适应闭环调节机构9-5的输出驱动红外信号接收管CX201069-1水平旋转，实现对红外信号接收管接收角度的调整，电源端子9-8用于为整个合成单元9内的所有元件分配工作电源，在本发明中使用前2个端子位。PCB板9-2为该合成单元的核心PCB板，其中集成了上述红外信号接收管角度自适应闭环调节机构9-5，信号解码器VD50279-3以及信号解调控制电路9-4。告警录音播放器9-7用于在合成单元9端红外信号接收中断时发出语音提示报警。锂电池9-9为整个合成单元中的所有元件提供电源。

由红外发射电路8-7发射的红外信号经过畅通的无线信道到达红外信号接收及语音告警合成单元9，被红外信号接收管CX201069-1接收到。在本发明中为了防止红外信号接收管CX201069-1由于外力影响而偏离最佳信号接收角度，专门设计了红外信号接收管角度自适应闭环调节机构9-5，其包括有信号能量比较单元9-5-1、直流电机驱动单元9-5-2。其中信号能量比较单元9-5-1通过计算比较相邻时刻接收到的信号能量大小，自适应地输出角度偏转指令，收到偏转指令后的直流电机驱动单元9-5-2发出步进驱动信号，该驱动信号驱动调位步进电机9-6沿指定方向偏转一个步长的位移，通过机械力矩带动红外信号接收管CX201069-1在水平方向上偏转固定角度的步长，该自适应闭环调节方式能保证红外信号接收管CX201069-1保持在能接收到最大强度信号能量的角度位置，最大可能的接收红外信号。由红外信号接收管CX201069-1输出的红外信号经过信号解码器VD50279-3解码后，经由信号解调控制电路9-4输出，输出的控制信号控制告警录音播放器9-7的启停。其中告警录音播放器9-7属于低电平启动元件，当无线信道通畅时，信号解调控制电路9-4中输出为高电平控制信号，告警录音播放器9-7不启动；反之，当有工作人员擅自进入围栏时，无线信道被阻塞，红外信号接收管CX201069-1接收不到来自对侧的红外信号，相应的信号解调控制电路9-4中输出为低电平控制信号，此低电平信号控制告警录音播放器9-7启动，发出事先录制好的告警提示语音，在警示擅自进入围栏的作业人员立即撤出的同时，提醒周围的监护人员对其进行及时制止。

工作前，将每根支撑杆7上收缩支撑脚4的非固定端接地，用手向下握压支撑杆7，伞状滑环1由下向上滑动，带动焊接在伞状滑环1上的伞状连杆2展开。在此过程中，通过活动关节铁销4与伞状连杆2连接的收缩支撑脚5被向外撑开，伞状滑环1继续沿支撑杆7上移，当伞状滑环1向上滑动经过弹性卡片3后停止向下握压支撑杆7，此时弹性卡片3将移动至其上方的伞状滑环1卡住，防止其向下滑动掉落，使得架构中所有的收缩支撑脚5均保持稳定的撑开状态，将整个装置架构固定在工作面上。架构固定完成后，从弹性卷筒10中抽出印有“止步，高压危险”的伸缩式围绳11，将伸缩式围绳11牵引至对侧架构的T型卡槽12处，并卡入其中。如此将上下两个弹性卷筒10中伸缩式围绳装设固定后即完成对所发明的智能安全围栏的配置安装工作。

Claims

1.一种变电站智能安全围栏装置，其特征在于它包括两根支撑杆（7），其中一根支撑杆（7）的上部和中部各设有一个弹性卷筒（10），弹性卷筒（10）内设有伸缩式围绳（11），该支撑杆（7）上两个弹性卷筒（10）之间设有红外信号发射及图像记录合成单元（8）以及红外信号接收及语音告警合成单元（9），另一根支撑杆（7）的上部和中部各设有一个与弹性卷筒（10）相对应的T型卡槽（12），该支撑杆（7）上两个T型卡槽（12）之间连接红外信号发射及图像记录合成单元（8）以及红外信号接收及语音告警合成单元（9），红外信号发射及图像记录合成单元（8）包括第一锂电池（8-8）、第一PCB板（8-5）、红外发射电路（8-7）、第一电源端子（8-9）、探头（8-4），第一锂电池（8-8）连接电源按钮（13）、红外信号发射电路工作按钮（14），电源按钮（13）连接第一指示灯（15）、第一电源端子（8-9），红外信号发射电路工作按钮（14）连接探头（8-4），第一PCB板（8-5）连接第二指示灯（16）、探头（8-4），第一PCB板（8-5）上设有晶振电路（8-1）、中央集成智能模块（8-2）、视频存储单元（8-3），视频存储单元（8-3）连接USB接口（8-6），中央集成智能模块（8-2）包括编码器（8-2-1），编码器（8-2-1）分别连接脉冲调制电路（8-2-2）、晶振电路（8-1），脉冲调制电路（8-2-2）连接信号放大器（8-2-3），信号放大器（8-2-3）连接驱动电路（8-2-4），驱动电路（8-2-4）分别连接红外发射电路（8-7）、驱动监控模块（8-2-5），视频交互装置（8-2-6）分别连接探头（8-4）、视频存储单元（8-3）；红外信号接收及语音告警合成单元（9）包括第二锂电池（9-9）、第二PCB板（9-2）、红外信号接收管（9-1）、第二电源端子（9-8）、调位步进电机（9-6）、告警录音播放器（9-7），第二锂电池（9-9）连接电源开关按钮（17）、红外信号接收管角度调整开关按钮（18），电源开关按钮（17）连接电源指示灯（19）、第二电源端子（9-8），红外信号接收管角度调整开关按钮（18）连接信号接收指示灯（20）、调位步进电机（9-6），第二PCB板（9-2）上设有红外信号解码器（9-3）以及信号解调控制电路（9-4）、红外信号接收管角度自适应闭环调节机构（9-5），红外信号解码器（9-3）分别连接信号解调控制电路（9-4）、红外信号接收管角度自适应闭环调节机构（9-5）、红外信号接收管（9-1）、第二锂电池（9-9），信号解调控制电路（9-4）连接告警录音播放器（9-7），红外信号接收管角度自适应闭环调节机构（9-5）包括信号能量比较单元（9-5-1），信号能量比较单元（9-5-1）连接直流电机驱动单元（9-5-2），信号能量比较单元（9-5-1）连接红外信号接收管（9-1），直流电机驱动单元（9-5-2）连接调位步进电机（9-6），红外信号接收管（9-1）连接调位步进电机（9-6）。

2.根据权利要求1所述的一种变电站智能安全围栏装置，其特征在于所述的每根支撑杆（7）的下端设有伞状滑环（1），每根支撑杆（7）上设有固定环（6），伞状滑环（1）和固定环（6）之间设有弹性卡片（3），固定环（6）连接4个收缩支撑脚（5），每个收缩支撑脚（5）均通过活动关节铁销（4）连接一伞状连杆（2），每个伞状连杆（2）均与伞状滑环（1）相连。