CN106291069B - 一种电力接地线的防误操作系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了包括线路带电报警和接地状态检测系统，单极定向天线电场检测和基于回路检测技术的接地状态检测系统对线路的带电状态和接地线拆卸过程中是否存还存在接地线进行检测，系统根据单极定向天线所接收信号的强度判断所测电路的带电状态，当发现线路带电时，系统发出声光报警信号，提示运维人员注意安全；当电力线检修结束拆除地线时，应用本系统搭接被试线路，可根据回路法判断线路上是否仍接有地线，避免带地线合闸事故的发生；带电检测电路带电报警和接地状态检测两个功能模块，两个模块相互独立工作，独立完成检测工作，互不影响，结果准确可靠，提高了安全性能。

Description

一种电力接地线的防误操作系统

技术领域

本发明涉及一种接地线安全系统，具体涉及一种电力接地线的防误操作系统。

背景技术

短路接地线是电力行业在设备或线路断电后进行检修之前要挂接的一种安全短路装置，用来预防突然来电杜绝对操作人员或设备造成伤害的安全防护用具。这种装置是严格按照国家电力行业DL/T879-2004《携带型短路接地线技术规定》的安全用具，在电力行业属于安全工器具范畴。 施工接地线由接地端、接地导线和有弹簧的夹板组成。接地线外皮有绝缘层，当与导线相撞时，夹板内的弹簧作用夹体自动夹住导线，先将施工接地线一端用螺栓紧固在接地体上，把夹体的夹板打开，支好弹簧板，操作人员手提接地线使夹体对准需接地的导线或架空地线，相撞后夹体夹住导线或地线，卸除时，先摘除夹板，最后松卸接地螺栓。

短路接地线是电力生产中最常用的安全用具之一，对检修设备接地也是保证安全生产的技术措施之一，现有技术的接地线结构十分简单，使用已有几十年历史，然而时至今日，挂接地操作导致的恶性误操作事故却时有发生，可见现有技术的接地线存在改进余地，如何将接地线这种普通的安全用具在使用时真正安全，是今后电力安全用器具的研究重点，也是安全用器具的发展方向。

随着防误操作管理制度的深化和技术的进步，电力行业误操作事故逐年下降，然而带电挂接地线的恶性误操作事故几乎每年均有发生。带电挂接地线既造成严重设备损坏也造成及其严重的人身伤害，然而该问题至今仍没有技术层面的解决手段。为此，研制一种通过技术手段杜绝带电挂地线的方案就显得尤为必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力接地线的防误操作系统，解决现有技术中容易存在带电操作不安全、接地线是否是最后一根不清楚的问题，达到提高安全性能的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

一种电力接地线的防误操作系统，包括线路带电报警和接地状态检测系统，其中线路带电报警包括：

单极定向天线：感应模块周围的电场强度，并将检测到的工频信号送至带电检测电路；

带电检测电路：将接收到的工频信号进行处理后，通过声光报警器报警显示线路是否带电；

接地状态检测系统包括：

搭接端：搭接在线路上，作为被检测线路的检测信号传输至接地状态检测电路；

接地状态检测电路：将接收到的检测信号，当被检测线路存在接地线时，通过发光二极管D1和喇叭进行报警。

本发明采用单极定向天线电场检测和基于回路检测技术的接地状态检测系统对线路的带电状态和接地线拆卸过程中是否存还存在接地线进行检测，系统根据单极定向天线所接收信号的强度判断所测电路的带电状态，当发现线路带电时，系统发出声光报警信号，提示运维人员注意安全；当电力线检修结束拆除地线时，应用本系统搭接被试线路，可根据回路法判断线路上是否仍接有地线，避免带地线合闸事故的发生；带电检测电路带电报警和接地状态检测两个功能模块，两个模块相互独立工作，独立完成检测工作，互不影响，结果准确可靠，提高了安全性能。

具体的讲，所述的带电检测电路包括三极管Q1，三极管Q1的基极串联电阻R1连接至单极定向天线，三极管Q1的发射极连接至电源VCC，三极管Q1的集电极串联电阻R4、电阻R5连接至与非门UA1，与非门UA1串联至与非门UA2，与非门UA2的输出端串联电阻R7后连接至三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地；三极管Q2的集电极连接至喇叭LB；同时，与非门UA2的输出端连接至与非门UA3的一个输入端，与非门UA3的另一个输入端串联电阻R8、电阻R9连接至与非门UA4的两个输入端，同时与非门UA3的输出端也连接至与非门UA4的两个输入端，与非门UA4的输出端串联电阻R10连接至三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极接地，电源VCC串联电阻R11、发光二极管D1后连接至三极管Q3的集电极。当模块周围电场很弱即基本处于零电位时，通过单极定向天线得到的交流电压信号也基本为零，此时通过电阻R1和R2分压所得到的三极管Q1基极输入电压为电源电压VCC的一半，这不足于驱动三极管Q1，此时三极管的发射极电压为零，经过与非门UA1和与非门UA2输出的电平为低电平，无法驱动Q2，此时喇叭LB不响，同时输入到与非门UA3的2号管脚电平也为低电平，3号脚输出电平为高电平，经与非门UA4后输出信号变为低电平，无法驱动三极管Q3，此时发光二极管D1不发光，由此可见处于零电场时，不发出相应的报警信息；当模块周围电场信号变大时，通过单极定向天线得到的交流电压信号也变大，此时输入信号电压与线路交流电压同频，由于输入的信号为交流信号，当电压信号处于正半周时，使通过电阻R1和R2分压所得到的三极管Q1基极输入电压信号抬高，并随着输入端信号的变大而变高，从而阻止三极管Q1的导通，时系统处于不报警状态，然而当输入电压信号处于负半周时，使通过电阻R1和R2分压所得到的三极管Q1基极输入电压信号变小，并随着输入端信号的变大而变低，从而促使三极管Q1的导通，此时三极管Q1的发射极电平信号为高电平，通过R4和C1组成的低通滤波电路对高频信号进行滤波，增加系统对外界高频信号的抗干扰能力，经过与非门UA1和与非门UA2输出的电平为高电平，驱动三极管Q2，此时喇叭LB发出报警声音，同时输入到与非门UA3的2号管脚电平也为高电平，3号脚输出电平为低电平，经与非门UA4后输出信号变为高电平，驱动三极管Q3，此时发光二极管D1发光，由此可见，模块处于高的交流电场时，发出相应的报警信息，此外，该模块还具有自检功能，利用开关S1进行控制，当开关S1闭合时，此时驱动三极管Q1，使三极管Q1导通，此时三极管Q1的发射极电平信号为高电平，经过与非门UA1和与非门UA2输出的电平为高电平，驱动三极管Q2，此时喇叭LB发出报警声音，同时输入到与非门UA3的2号管脚电平也为高电平，3号脚输出电平为低电平，经与非门UA4后输出信号变为高电平，驱动三极管Q3，此时发光二极管D1发光，由此实现对报警电路的自检。

三极管Q1的集电极还连接有电阻R3和电容C1构成滤波电路；与非门UA2的输出端连接有电阻R6和电容C2构成滤波；电源VCC经过电阻R12和电容C4滤波后连接至喇叭LB。单级天线感应模块周围的电场强度，根据预警要求对天线采集得到的工频信号进行放大和滤波，当信号达到一定程度时驱动发光二极管和蜂鸣器进行声光报警，同时利用R8、R9、C3、4011C和4011D组成的振荡电路使发光二极管发出闪烁的灯光，提示使用者已进入高压带电区域。

在所述的接地状态检测电路包括升压芯片CHIP2，升压芯片CHIP2的管脚Vbatt和管脚SHND连接至电源VCC，同时电源VCC还通过电感L同时连接至升压芯片CHIP2的管脚LX、芯片BT2的管脚A，升压芯片CHIP2的输出管脚Vout串联电阻R21后连接至闪光灯A5，同时电阻R21再串联电阻R32连接至喇叭A2；闪光灯A5、喇叭A2均连接至搭接端H3。利用接地状态检测电路的金属接触端和线路进行接触，当该线路还挂有其他接地线时，此时接地状态检测电路和该接地线构成了回路，发出相应的报警信息，反之无接地线，系统将不发出相应的告警信息，这说明此接地线为最后一根接地线，从而起到防止带接地线合闸引起的电力事故的目的。

所述的电源VCC通过电容C21接地，升压芯片CHIP2的输出管脚Vout通过电容C23接地，闪光灯A5通过电容C22接地。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明一种电力接地线的防误操作系统采用单极定向天线电场检测和基于回路检测技术的接地状态检测系统对线路的带电状态和接地线拆卸过程中是否存还存在接地线进行检测，系统根据单极定向天线所接收信号的强度判断所测电路的带电状态，当发现线路带电时，系统发出声光报警信号，提示运维人员注意安全；当电力线检修结束拆除地线时，应用本系统搭接被试线路，可根据回路法判断线路上是否仍接有地线，避免带地线合闸事故的发生；带电检测电路带电报警和接地状态检测两个功能模块，两个模块相互独立工作，独立完成检测工作，互不影响，结果准确可靠，提高了安全性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明带电检测电路；

图2为本发明接地状态检测电路。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1至2所示，本发明一种电力接地线的防误操作系统，一种电力接地线的防误操作系统，包括线路带电报警和接地状态检测系统，其中线路带电报警包括：单极定向天线：感应模块周围的电场强度，并将检测到的工频信号送至带电检测电路；带电检测电路包括三极管Q1，三极管Q1的基极串联电阻R1连接至单极定向天线，三极管Q1的发射极连接至电源VCC，三极管Q1的集电极串联电阻R4、电阻R5连接至与非门UA1，与非门UA1串联至与非门UA2，与非门UA2的输出端串联电阻R7后连接至三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地；三极管Q2的集电极连接至喇叭LB；同时，与非门UA2的输出端连接至与非门UA3的一个输入端，与非门UA3的另一个输入端串联电阻R8、电阻R9连接至与非门UA4的两个输入端，同时与非门UA3的输出端也连接至与非门UA4的两个输入端，与非门UA4的输出端串联电阻R10连接至三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极接地，电源VCC串联电阻R11、发光二极管D1后连接至三极管Q3的集电极。当模块周围电场很弱即基本处于零电位时，通过单极定向天线得到的交流电压信号也基本为零，此时通过电阻R1和R2分压所得到的三极管Q1基极输入电压为电源电压VCC的一半，这不足于驱动三极管Q1，此时三极管的发射极电压为零，经过与非门UA1和与非门UA2输出的电平为低电平，无法驱动Q2，此时喇叭LB不响，同时输入到与非门UA3的2号管脚电平也为低电平，3号脚输出电平为高电平，经与非门UA4后输出信号变为低电平，无法驱动三极管Q3，此时发光二极管D1不发光，由此可见处于零电场时，不发出相应的报警信息；当模块周围电场信号变大时，通过单极定向天线得到的交流电压信号也变大，此时输入信号电压与线路交流电压同频，由于输入的信号为交流信号，当电压信号处于正半周时，使通过电阻R1和R2分压所得到的三极管Q1基极输入电压信号抬高，并随着输入端信号的变大而变高，从而阻止三极管Q1的导通，时系统处于不报警状态，然而当输入电压信号处于负半周时，使通过电阻R1和R2分压所得到的三极管Q1基极输入电压信号变小，并随着输入端信号的变大而变低，从而促使三极管Q1的导通，此时三极管Q1的发射极电平信号为高电平，通过R4和C1组成的低通滤波电路对高频信号进行滤波，增加系统对外界高频信号的抗干扰能力，经过与非门UA1和与非门UA2输出的电平为高电平，驱动三极管Q2，此时喇叭LB发出报警声音，同时输入到与非门UA3的2号管脚电平也为高电平，3号脚输出电平为低电平，经与非门UA4后输出信号变为高电平，驱动三极管Q3，此时发光二极管D1发光，由此可见，模块处于高的交流电场时，发出相应的报警信息，三极管Q1的集电极还连接有电阻R3和电容C1构成滤波电路；与非门UA2的输出端连接有电阻R6和电容C2构成滤波；电源VCC经过电阻R12和电容C4滤波后连接至喇叭LB。单级天线感应模块周围的电场强度，根据预警要求对天线采集得到的工频信号进行放大和滤波，当信号达到一定程度时驱动发光二极管和蜂鸣器进行声光报警，同时利用R8、R9、C3、4011C和4011D组成的振荡电路使发光二极管发出闪烁的灯光，提示使用者已进入高压带电区域，此外，该模块还具有自检功能，利用开关S1进行控制，当开关S1闭合时，此时驱动三极管Q1，使三极管Q1导通，此时三极管Q1的发射极电平信号为高电平，经过与非门UA1和与非门UA2输出的电平为高电平，驱动三极管Q2，此时喇叭LB发出报警声音，同时输入到与非门UA3的2号管脚电平也为高电平，3号脚输出电平为低电平，经与非门UA4后输出信号变为高电平，驱动三极管Q3，此时发光二极管D1发光，由此实现对报警电路的自检；接地状态检测系统包括：搭接端：搭接在线路上，作为被检测线路的检测信号传输至接地状态检测电路；接地状态检测电路包括升压芯片CHIP2，升压芯片CHIP2的管脚Vbatt和管脚SHND连接至电源VCC，同时电源VCC还通过电感L同时连接至升压芯片CHIP2的管脚LX、芯片BT2的管脚A，升压芯片CHIP2的输出管脚Vout串联电阻R21后连接至闪光灯A5，同时电阻R21再串联电阻R32连接至喇叭A2；闪光灯A5、喇叭A2均连接至搭接端H3，电源VCC通过电容C21接地，升压芯片CHIP2的输出管脚Vout通过电容C23接地，闪光灯A5通过电容C22接地。利用接地状态检测电路的金属接触端和线路进行接触，当该线路还挂有其他接地线时，此时接地状态检测电路和该接地线构成了回路，发出相应的报警信息，反之无接地线，系统将不发出相应的告警信息，这说明此接地线为最后一根接地线，从而起到防止带接地线合闸引起的电力事故的目的。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种电力接地线的防误操作系统，其特征在于：包括线路带电报警和接地状态检测系统，其中线路带电报警包括：

单极定向天线：感应模块周围的电场强度，并将检测到的工频信号送至带电检测电路；

带电检测电路：将接收到的工频信号进行处理后，通过声光报警器报警显示线路是否带电；

所述的带电检测电路包括三极管Q1，三极管Q1的基极串联电阻R1连接至单极定向天线，三极管Q1的发射极连接至电源VCC，三极管Q1的集电极串联电阻R4、电阻R5连接至与非门UA1，与非门UA1串联至与非门UA2，与非门UA2的输出端串联电阻R7后连接至三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地；三极管Q2的集电极连接至喇叭LB；同时，与非门UA2的输出端连接至与非门UA3的一个输入端，与非门UA3的另一个输入端串联电阻R8、电阻R9连接至与非门UA4的两个输入端，同时与非门UA3的输出端也连接至与非门UA4的两个输入端，与非门UA4的输出端串联电阻R10连接至三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极接地，电源VCC串联电阻R11、发光二极管D1后连接至三极管Q3的集电极；三极管Q1的集电极还连接有电阻R3和电容C1构成滤波电路；与非门UA2的输出端连接有电阻R6和电容C2构成滤波；电源VCC经过电阻R12和电容C4滤波后连接至喇叭LB；

接地状态检测系统包括：

搭接端：搭接在线路上，作为被检测线路的检测信号传输至接地状态检测电路；

接地状态检测电路：将接收到的检测信号，当被检测线路存在接地线时，通过发光二极管D1和喇叭进行报警；

所述接地状态检测电路包括升压芯片CHIP2，升压芯片CHIP2的管脚Vbatt和管脚SHND连接至电源VCC，同时电源VCC还通过电感L同时连接至升压芯片CHIP2的管脚LX、芯片BT2的管脚A，升压芯片CHIP2的输出管脚Vout串联电阻R21后连接至闪光灯A5，同时电阻R21再串联电阻R32连接至喇叭A2；闪光灯A5、喇叭A2均连接至搭接端H3；所述的电源VCC通过电容C21接地，升压芯片CHIP2的输出管脚Vout通过电容C23接地，闪光灯A5通过电容C22接地。