CN108806145A - 一种用于变电站检修的智能安措系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于变电站检修的智能安措系统，包括多个可升降的安措杆主体，每个安措杆主体的顶端均相背的设置有红外发射器和红外接收器，多个安措杆主体间隔设置并根据其上的红外发射器和红外接收器以首尾相对的方式圈成检修工作区域，相邻两个安措杆主体上且各为首尾的红外发射器和红外接收器构成一组红外对管；至少一个安措杆主体的顶端还设置有用于报警的报警器、用于信号传输的4G通信模块以及用于身份识别的射频卡读卡器；利用本发明的智能安措系统，工作人员可在主控室远程布置安全措施，当有人员违规闯入故障区域时，报警器会发出警报，提醒工作人员及时制止违章行为，防止安全事故的发生。
Description
技术领域
本发明属于电网智能化技术领域，具体涉及一种用于变电站检修的智能安措系统。
背景技术
在电力系统中，变电站是电网能源输送的枢纽。变电站的安全运行直接影响电网的稳定。智能化技术是解决变电站安全稳定运行的关键，也是直接影响整个电网智能化水平的关键环节。
由于特高压变电站占地面积大、GIS设备结构复杂，传统的变电站现场安全管控模式，各类安全措施布置费时费力，同时无法对检修现场的违章行为进行实时监控，难以高效实施安全管理与控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种用于变电站检修的智能安措系统,能够实现无线布置安全措施和实时监控作业违规行为。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种用于变电站检修的智能安措系统，包括多个可升降的安措杆主体以及用于控制安措杆主体升降并接收和处理数据的单片机控制电路；每个安措杆主体的顶端均相背的设置有用于构建电子光栅的红外发射器和红外接收器，多个安措杆主体间隔设置并根据其上的红外发射器和红外接收器以首尾相对的方式圈成检修工作区域，相邻两个安措杆主体上且各为首尾的红外发射器和红外接收器构成一组红外对管；至少一个安措杆主体的顶端还设置有用于报警的报警器、用于信号传输的4G通信模块以及用于身份识别的射频卡读卡器；所述4G通信模块与单片机控制电路双向连接，红外接收器和射频卡读卡器的输出端分别与单片机控制电路的两个输入端相连接，单片机控制电路的两个输出端分别与报警器和红外发射器输入端相连接。
进一步的，每个安措杆主体均包括下套管、设置在下套管中且可在其中升降的中套管和设置在中套管中且可在其中升降的上安措杆，并且下套管中还设置有用于推拉中套管和上安措杆升降的驱动机构；所述红外发射器和红外接收器均设置在上安措杆的外杆头上。
进一步的，所述驱动机构包括设置在下套管底端内部的两个电机，每个电机分别通过一套蜗轮蜗杆传动机构连接中套管和上安措杆，所述单片机控制电路的两个输出端分别连接两个电机的受控端。
进一步的，所述下套管的底端设置有底座，底座的侧壁上设置有多个固定支架。
进一步的，每个安措杆主体的下套管和中套管的顶端各加工有一个卡槽，下套管顶端的卡槽中安装有用于限制中套管极限高度的中限位开关，中套管顶端的卡槽中安装有用于限制上安措杆极限高度的上限位开关，并且这两个限位开关的输出端分别与单片机控制电路的两个输入端相连接。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明的多个安措杆主体采用预埋式设置方式，圈定出检修区域，使用检修前和检修完成后，可在主控室通过4G通信模块以远程控制的方式自动将安措杆主体升起和降下，同时红外发射器和红外接收器工作建立电子光栅，检修时若有无关人员经过电子光栅进入检修区域则会自动产生报警，并且只有检修人员可以消除警报。
本发明的智能安措系统利用物联网技术，可实现变电站安措的一键式布置，有效监控违章行为的发生。本发明解决了现存的安措人工布置方式存在的费时费力、GIS设备安措布置困难的问题，具有较强的可操作性、可复制性和可推广性，不仅推动了安措布置方式的革新，而且大幅提高了变电运维人员的工作效率。
附图说明
图1为本发明安措杆主体的结构主视图：
图2为本发明安措杆主体的底端剖视图；
图3为本发明安措杆主体的俯视放大图；
图4为本发明的控制原理图。
其中：1、报警器；2、发射器；3、红外接收器；4、4G通信模块；5、射频卡读卡器；6、上安措杆；7、中套管；8、下套管；9、固定支架；10、底座；11、电机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-图4所示，一种用于变电站检修的智能安措系统，包括多个可升降的安措杆主体以及用于控制安措杆主体升降并接收和处理数据的单片机控制电路；每个安措杆主体的顶端均相背的设置有用于构建电子光栅的红外发射器2和红外接收器3，多个安措杆主体间隔设置并根据其上的红外发射器2和红外接收器3以首尾相对的方式圈成检修工作区域，相邻两个安措杆主体上且各为首尾的红外发射器2和红外接收器3构成一组红外对管；至少一个安措杆主体的顶端还设置有用于报警的报警器1、用于信号传输的4G通信模块4以及用于身份识别的射频卡读卡器5；4G通信模块4与单片机控制电路双向连接，红外接收器3和射频卡读卡器5的输出端分别与单片机控制电路的两个输入端相连接，单片机控制电路的两个输出端分别与报警器1和红外发射器2输入端相连接。
4G通信模块4接收外来的控制命令并发送至单片机控制电路，单片机控制电路根据接收到的控制命令去控制两个电机11的运行，使安措杆主体上升或下降；任意一组红外对管的红外发射器2发出的红外线被遮挡住后，红外接收器3的输出电平发生变化从而触发单片机控制电路外部中断；单片机控制电路通过通用输入输出模块将引脚电平置高并引发报警器1响应报警；射频卡读卡器5通过串口连接单片机控制电路，射频卡读卡器5读取到射频卡信息后触发单片机控制电路的串口接收中断，并终止报警器1的报警。
每个安措杆主体均包括下套管8、设置在下套管8中且可在其中升降的中套管7和设置在中套管7中且可在其中升降的上安措杆6，下套管8的底端设置有底座10，底座10的侧壁上设置有多个固定支架9，下套管8中还设置有用于推拉中套管7和上安措杆6升降的驱动机构；红外发射器2和红外接收器3均设置在上安措杆6的外杆头上。驱动机构包括设置在下套管8底端内部的两个电机11，每个电机11分别通过一套蜗轮蜗杆传动机构连接中套管7和上安措杆6，单片机控制电路的两个输出端分别连接两个电机11的受控端。
每个安措杆主体的下套管8和中套管7的顶端各加工有一个卡槽，下套管8顶端的卡槽中安装有用于限制中套管7极限高度的中限位开关，中套管7顶端的卡槽中安装有用于限制上安措杆6极限高度的上限位开关，并且这两个限位开关的输出端分别与单片机控制电路的两个输入端相连接。
本发明的安措杆主体采用铝合金材料，具有轻便、强度大、不易腐蚀的特点、牢固耐用等优点；单片机控制电路采用STM32-F103开发板；红外接收器3和红外发射器2均采用B772-2SB772型PNP功率管，具有成本低、使用寿命长的特点；报警器1采用AD16-22SM型带LED灯闪光蜂鸣器，具有体积小、音量大、功耗小的特点；4G通信模块4采用USR-7X-EVK型GPRS模块，通信距离可达500米，方便与主控室之间互传信号；射频卡读卡器5采用D-600U型非接触式IC卡读卡器，可以在3-8cm的范围内读取卡片信息。
本发明的工作原理为：工作人员只允许在多个安措杆主体圈定出的检修工作区域进行检修作业，安措杆主体可在检修现场采用预埋式设置，安措杆主体升起后，首尾相对的红外对管构建电子光栅；若有无关人员违规闯入检修区域，一组红外对管的红外接收器和红外发射器被遮挡后产生电平变化，就会触发单片机外部中断，单片机通过通用输入输出模块将引脚电平置高，引发报警器1发出报警；只有当工作人员通过射频卡读卡器5读取卡片信息成功后方可解除警报。当检修工作结束后主控室的工作人员可通过发送计算机指令将安措杆主体收回。本发明也可以通过手机APP向4G通信模块4发布命令，从而控制安措杆主体的升起和收回。
Claims (5)
1.一种用于变电站检修的智能安措系统，其特征在于：包括多个可升降的安措杆主体以及用于控制安措杆主体升降并接收和处理数据的单片机控制电路；每个安措杆主体的顶端均相背的设置有用于构建电子光栅的红外发射器（2）和红外接收器（3），多个安措杆主体间隔设置并根据其上的红外发射器（2）和红外接收器（3）以首尾相对的方式圈成检修工作区域，相邻两个安措杆主体上且各为首尾的红外发射器（2）和红外接收器（3）构成一组红外对管；至少一个安措杆主体的顶端还设置有用于报警的报警器（1）、用于信号传输的4G通信模块（4）以及用于身份识别的射频卡读卡器（5）；所述4G通信模块（4）与单片机控制电路双向连接，红外接收器（3）和射频卡读卡器（5）的输出端分别与单片机控制电路的两个输入端相连接，单片机控制电路的两个输出端分别与报警器（1）和红外发射器（2）输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于变电站检修的智能安措系统，其特征在于：每个安措杆主体均包括下套管（8）、设置在下套管（8）中且可在其中升降的中套管（7）和设置在中套管（7）中且可在其中升降的上安措杆（6），并且下套管（8）中还设置有用于推拉中套管（7）和上安措杆（6）升降的驱动机构；所述红外发射器（2）和红外接收器（3）均设置在上安措杆（6）的外杆头上。
3.根据权利要求2所述的一种用于变电站检修的智能安措系统，其特征在于：所述驱动机构包括设置在下套管（8）底端内部的两个电机（11），每个电机（11）分别通过一套蜗轮蜗杆传动机构连接中套管（7）和上安措杆（6），所述单片机控制电路的两个输出端分别连接两个电机（11）的受控端。
4.根据权利要求2所述的一种用于变电站检修的智能安措系统，其特征在于：所述下套管（8）的底端设置有底座（10），底座（10）的侧壁上设置有多个固定支架（9）。
5.根据权利要求1所述的一种用于变电站检修的智能安措系统，其特征在于：每个安措杆主体的下套管（8）和中套管（7）的顶端各加工有一个卡槽，下套管（8）顶端的卡槽中安装有用于限制中套管（7）极限高度的中限位开关，中套管（7）顶端的卡槽中安装有用于限制上安措杆（6）极限高度的上限位开关，并且这两个限位开关的输出端分别与单片机控制电路的两个输入端相连接。
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