CN107170171A - 一种电力间隔开关柜防误入监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电力间隔开关柜防误入监测装置，包括主控单元、红外人体检测单元、无线数据传输单元、电场强度检测单元、开门检测单元和检修标志检测单元，所述无线数据传输单元与主控单元交互连接，所述红外人体检测单元、电场强度检测单元、开门检测单元和检修标志检测单元的输出端与主控单元的输入端相连。本发明所述的电力间隔开关柜防误入监测装置，在操作人员误入带电间隔前，给出声、光预警提示，同时系统可以扩展到远程短信预警。
Description
技术领域
本发明涉及开关柜监测技术领域，具体涉及一种电力间隔开关柜防误入监测装置。
背景技术
电力系统的安全事故中误入间隔造成人身伤亡事件时有发生，究其原因主要有以下两方面因素：(1)人为因素:在工作中安全责任心不强，思想注意力分散，且在操作中或工作中监护不到位，或未严格按照安全技术规范进行操作或工作；(2)设备因素:设备标示不清、设备无可靠闭锁、无安全警示及可靠的隔离措施。
要防止严重误操作事故及误入带电间隔的发生,除了抓好检修、运行人员的安全思想教育、加强安全技术业务培训及加强运行操作及检修工作中的监护外,还应从检查设备的硬件防范措施着手。如检查设备的防止误操作、防误入带电间隔措施是否完善等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电力间隔开关柜防误入监测装置，在操作人员误入带电间隔前，给出声、光预警提示，同时系统可以扩展到远程短信预警。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种电力间隔开关柜防误入监测装置，包括主控单元、红外人体检测单元、无线数据传输单元、电场强度检测单元、开门检测单元和检修标志检测单元，所述无线数据传输单元与主控单元交互连接，所述红外人体检测单元、电场强度检测单元、开门检测单元和检修标志检测单元的输出端与主控单元的输入端相连；
所述主控单元用于实现与对红外人体检测、开关柜门状态检测和检修标志检测的控制，并实现与报警系统的实时通讯；所述红外人体检测单元用于检测在开关柜箱门被打开之后，是否人员在开关柜箱门周围活动；所述电场强度检测单元用于实现对开关柜内电场强度进行检测；所述开门检测单元用于检测并判断开关柜箱门的开启状态；所述检修标志检测单元用于检测开关箱门上是否放置有检修标志，根据检修标志控制开关柜门开启或关闭。
所述红外人体检测单元包括红外人体检测传感器U3和信号处理芯片U4，所述信号处理芯片U4的1脚经两并联的电阻R4和电容C8与其2脚相连，其且2脚经电阻R8、电容C10与红外人体检测传感器U3的2脚相连，红外人体检测传感器U3的2脚经两并联的电阻R9和电容C11接地，所述信号处理芯片U4的8脚依次经电阻R11、C13接地，其7脚与电阻R11和C13之间的节点相连，其输出端经电阻R6与主控单元相连，其4脚和3脚分别经电阻R10、R12与主控单元相连。
所述红外人体检测传感器U3采用型号为D203S的芯片，所述信号处理芯片U4的型号为EG4002。
所述电场强度检测单元采用型号为GM3120的传感器。
还包括与主控单元相连接的RS485通讯单元。
所述RS485通讯单元采用型号为MAX3485的通信芯片。
所述主控单元采用型号为STC12C5A60S2的主控芯片。
所述无线数据传输单元采用型号为SI4432的通讯芯片。
由上述技术方案可知，本发明所述的电力间隔开关柜防误入监测装置，在操作人员误入带电间隔前，给出声、光预警提示，同时系统可以扩展到远程短信预警。本发明监测较为全面，能够实现对开关柜全方位、多角度监测，极大限度降低开关柜的误入率，保证开关柜检修人员人身和开关柜的运行安全。另外，本发明报警较为及时，当监测系统检测到有人员非法操作开关柜或者误入开关柜时，报警终端能够及时在现场发出报警信息，并向上级管理人员发送报警信息。
附图说明
图1是本发明的电路框图；
图2是本发明的主控单元的芯片图；
图3是本发明的红外人体检测单元的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示，本实施例的电力间隔开关柜防误入监测装置，包括主控单元1、红外人体检测单元2、无线数据传输单元3、电场强度检测单元4、开门检测单元5和检修标志检测单元6，无线数据传输单元3与主控单元1交互连接，红外人体检测单元2、电场强度检测单元4、开门检测单元5和检修标志检测单元6的输出端与主控单元1的输入端相连。
如图2所示，本实施例的主控单元有采用型号为STC12C5A60S2的芯片和外围时钟电路构成，主要用于实现与对红外人体检测、开关柜门状态检测和检修标志检测的控制，并实现与报警系统的实时通讯。电路中的电容C9与电阻R7为主控单元复位电路，电容C6、C7为主控单元电源输入端滤波电容，晶振Y1，电容C23、C24组成主控单元时钟电路。
如图3所示，红外人体检测单元2用于检测在开关柜箱门被打开之后，是否人员在开关柜箱门周围活动。该红外人体检测单元2包括型号为D203S的红外人体检测传感器U3和型号为EG4002的信号处理芯片U4，信号处理芯片U4的1脚经两并联的电阻R4和电容C8与其2脚相连，其且2脚经电阻R8、电容C10与红外人体检测传感器U3的2脚相连，红外人体检测传感器U3的2脚经两并联的电阻R9和电容C11接地，信号处理芯片U4的8脚依次经电阻R11、C13接地，其7脚与电阻R11和C13之间的节点相连，其输出端经电阻R6与主控单元1相连，其4脚和3脚分别经电阻R10、R12与主控单元1相连。
信号处理芯片U4的工作频率是通过R11和C13进行设定，近似的工作频率和电阻电容之间关系由公式：
式(1)中，电阻的单位为K,电容的单位为nF,TOSC单位为uS；频率f＝1/TOSC确定，如R11＝100K,C13＝1nF时，对应的工作周期为T＝0.4*100*1*1.25＝50uS,振荡器频率为f＝1/T＝20KHz。选择上拉电阻R11时，需大于100K以上的电阻。
该信号处理芯片U4的输出端通过限流电阻R6与主控单元1的管脚P1.5相连，实现对人员活动信号的监测，信号处理芯片U4的A引脚通过上拉电阻R10与主控单元的P1.6引脚相连，实现对信号处理芯片U4触发方式的控制，信号处理芯片U4的VC引脚通过上拉电阻R12与主控单元P1.7引脚相连，实现对信号处理芯片U4的使能控制。
电场强度检测单元4用于实现对开关柜内电场强度进行检测，本实施例的电场强度检测单元4采用型号为GM3120的传感器。开门检测单元5用于检测并判断开关柜箱门的开启状态；检修标志检测单元6用于检测开关箱门上是否放置有检修标志，根据检修标志控制开关柜门开启或关闭，只有箱门上放置检修标志情况下，开关柜才允许被检修，否则，禁止操作开关柜。
本实施例还包括与主控单元1相连接的RS485通讯单元7，该通讯单元7用来扩展采集通讯方式。RS485通讯单元7采用型号为MAX3485的通信芯片。无线数据传输单元3采用型号为SI4432的通讯芯片。
工作原理：正常工作状态下状态指示灯根据触点带电监测传感器反馈结果，提示当前开关柜内触点带电情况和检修状态，当检修人员在开关柜上放置检修标志之后，状态指示灯有红色变为绿色，表示当前开关柜允许检修。工作人员在操作允许检修的开关柜时须根据带电指示灯判断开光柜内是否带电(红灯：开关柜内触点有点；绿灯：开关柜内触点不带电)，开关柜内带电时，检修人员禁止打开开关柜后门，否则现场报警终端会发出现场声光报警和远程短信报警；当检修人员检修前门，则需要在规定时间内关闭前门，否则报警终端同样会提示报警信息。允许检修的开关柜内不带电时，检修人员可以打开开光柜的前/后门，对开关柜内设备进行检修。工作人员在操作禁止检修的开关柜时，系统会启动现场声光报警终端和远程短信报警，告知上级管理人员有人操作禁止检修的开关柜。
本发明安装时只需在开关柜内壁安装特斯拉传感器，即可实现对开关柜内电场强度监测，无需在开关柜内线排回路中安装互感器，从而确保监测系统与开关柜内线排的相互分离，不会给开关柜系统带来安全隐患。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种电力间隔开关柜防误入监测装置，其特征在于：包括主控单元（1）、红外人体检测单元（2）、无线数据传输单元（3）、电场强度检测单元（4）、开门检测单元（5）和检修标志检测单元（6），所述无线数据传输单元（3）与主控单元（1）交互连接，所述红外人体检测单元（2）、电场强度检测单元（4）、开门检测单元（5）和检修标志检测单元（6）的输出端与主控单元（1）的输入端相连；
所述主控单元（1）用于实现与对红外人体检测、开关柜门状态检测和检修标志检测的控制，并实现与报警系统的实时通讯；所述红外人体检测单元（2）用于检测在开关柜箱门被打开之后，是否人员在开关柜箱门周围活动；所述电场强度检测单元（4）用于实现对开关柜内电场强度进行检测；所述开门检测单元（5）用于检测并判断开关柜箱门的开启状态；所述检修标志检测单元（6）用于检测开关箱门上是否放置有检修标志，根据检修标志控制开关柜门开启或关闭。
2.根据权利要求1所述的电力间隔开关柜防误入监测装置，其特征在于：所述红外人体检测单元（2）包括红外人体检测传感器U3和信号处理芯片U4，所述信号处理芯片U4的1脚经两并联的电阻R4和电容C8与其2脚相连，其且2脚经电阻R8、电容C10与红外人体检测传感器U3的2脚相连，红外人体检测传感器U3的2脚经两并联的电阻R9和电容C11接地，所述信号处理芯片U4的8脚依次经电阻R11、C13接地，其7脚与电阻R11和C13之间的节点相连，其输出端经电阻R6与主控单元（1）相连，其4脚和3脚分别经电阻R10、R12与主控单元（1）相连。
3.根据权利要求2所述的电力间隔开关柜防误入监测装置，其特征在于：所述红外人体检测传感器U3采用型号为D203S的芯片，所述信号处理芯片U4的型号为EG4002。
4.根据权利要求1所述的电力间隔开关柜防误入监测装置，其特征在于：所述电场强度检测单元（4）采用型号为GM3120的传感器。
5.根据权利要求1所述的电力间隔开关柜防误入监测装置，其特征在于：还包括与主控单元（1）相连接的RS485通讯单元（7）。
6.根据权利要求5所述的电力间隔开关柜防误入监测装置，其特征在于：所述RS485通讯单元（7）采用型号为MAX3485的通信芯片。
7.根据权利要求1所述的电力间隔开关柜防误入监测装置，其特征在于：所述主控单元（1）采用型号为STC12C5A60S2的主控芯片。
8.根据权利要求1所述的电力间隔开关柜防误入监测装置，其特征在于：所述无线数据传输单元（3）采用型号为SI4432的通讯芯片。
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