CN109462211A - 用于电力试验高压区域的保护装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于电力试验高压区域的保护装置，它包括主控装置和若干个围栏装置，围栏装置包括柱体外壳、信号光发射单元和信号光接收单元，柱体外壳的柱身上自上而下分布着若干个环绕柱身的滑动带，滑动带为柱体外壳的柱身上带有带状卡槽的圆周带，卡槽内分布有信号光发射口和信号光接收口，信号光发射口和信号光接收口均与卡槽配合并在带状卡槽内滑动。本发明的实质性效果是：通过使用一种柱体外壳上自上而下分布着若干个滑动带的围栏装置，并将信号光发射口和信号光接收口设于滑动带中，从而形成高度不同的立体的高压试验保护区域，并增加了使用长周期光纤光栅作为传感器的压力检测装置，提高了电力试验区域保护装置的可靠性和灵敏度。

Description

用于电力试验高压区域的保护装置和方法

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种用于电力试验高压区域的保护装置和方法。

背景技术

输变电设备运维人员要定期对设备、电缆进行耐压或局部放电等高压试验，在试验过程中会产生42Kv、95kV等高电压，试验环境相对复杂，非工作人员可能误入试验区域造成人身伤害，试验人员可能由于在试验过程中因为设备放电闪烁、更改接线、更改设备状态等原因在没有切断试验电源的情况下进入试验区域，进而造成对试验人员的人身伤害，早期进行高压试验时围栏有伸缩带或线绳，由于不能报警和自动断电，可能导致相关人员误入带电高压试验区域，造成重大安全事故和生命财产损失。

中国专利授权公告号CN 101615781B，授权公告日2012年05月09日，公开了一种高压试验电源快速切断装置,它包括有试验电源控制装置和至少三个红外线围栏,一般设定四个红外线围栏呈四方形排列在电力设备周围,红外线围栏内配置有电池,所述的四个红外线围栏位于同一水平面上并经无线信号互相连接,四个红外线围栏经无线信号或有线连接试验电源控制装置,该红外线围栏上端安装有一个报警器、下端固定有三脚架,主体上设有两个红外线收发装置形成第一投射围栏和第二投射围栏,形成两道反应装置,该高压试验电源快速切断装置解决了现有的红白带围拦等安全措施只能在工作中起到被动隔离的作用,提高了高压试验电源快速切断装置的稳定和安全性。但是，上述专利中红外围栏围成的四方形高压保护区域在实际使用中适用性较差，比如在需要将高压保护区域设置成圆形区域时上述专利中的红外围栏结构便无法满足需求，此外，上述专利中提及的红外围栏仅仅存在于高压保护区域的边界处，没有实现立体防护，当人员非法侵入后边界后如果不能及时报警和断电，将造成不可估量的后果，因此需要设计一种装置来实现电力试验高压区域的立体保护。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何设计一种装置来实现电力试验高压区域的立体保护。

本发明为解决上述问题所采用的技术方案是：一种用于电力试验高压区域的保护装置，包括主控装置和若干个围栏装置，所述主控装置包括主控处理器模块、无线模块、断电模块和语音模块，所述若干个围栏装置围成封闭的高压试验区域并受控于所述主控装置，所述主控装置与所述若干个围栏装置通过无线通信连接，当有人闯入高压试验区域时，所述围栏装置向所述主控装置发送无线电信号，所述主控装置接收到无线电信号后进行报警并及时切断高压电源，其特征在于，所述围栏装置包括柱体外壳、无线单元、处理器单元、信号光发射单元和信号光接收单元，所述无线单元、信号光发射单元和信号光接收单元均与处理器单元电连接，所述信号光发射单元包括若干个信号光发射口，所述信号光接收单元包括若干个信号光接收口，所述柱体外壳的柱身上自上而下分布着若干个环绕柱身的滑动带，所述滑动带为柱体外壳的柱身上带有带状卡槽的圆周带，所述卡槽内分布有一个信号光发射口和一个信号光接收口，所述信号光发射口和所述信号光接收口均与卡槽配合并在带状卡槽内滑动。高度不同的信号光发射口和信号光接收口形成立体交叉的信号光虚拟围栏，从而可以发现不同高度的侵入物体，增大了保护范围，提高了安全系数。

作为优选，设定所述围栏装置的数目为N，并且N≥3，则所述柱体外壳上从上到下依次分布着至少N-1个滑动带，每一个滑动带分别分布在柱体外壳的对应高度上。每一个围栏装置均向其它围栏装置发射或者接收信号光，进而形成不同高度的立体保护围栏。

作为优选，所述信号光发射单元包括红外半导体激光二极管，所述信号光接收单元包括光电二极管。红外半导体激光二极管所发射的红外激光增加了发射口与接收口之间的距离，从而扩大了高压试验区域的保护范围。

作为优选，该保护装置还包括伸缩杆装置，固定于围栏装置的下方，用于将围栏装置固定在地面上。在凹凸不平的高压试验区域内，通过伸缩杆装置，将两个柱体外壳上对应的信号光发射口和信号光接收口调整到同一个高度上。

作为优选，该保护装置还包括压力检测装置，所述压力检测装置包括激光器、光纤、长周期光纤光栅、盖板和光谱仪，所述激光器发出的激光通过光纤被光谱仪接收，所述长周期光纤光栅布置于高压试验区域边界的地面上并且熔接在两个围栏装置之间的光纤上，所述盖板用于覆盖在所述长周期光纤光栅上，用于保护长周期光纤光栅和扩大压力感应范围，所述光谱仪与主控处理器模块电连接，当所述光谱仪检测到长周期光纤光栅的透射带阻光谱的中心波长移动超过5nm时，主控处理器模块判定有人员非法闯入高压试验区域并进行报警和切断高压电。使用盖板下方的长周期光纤光栅作为压力传感器，由于长周期光纤光栅灵敏度高，可以减少反应报警时间，并增加该保护装置的灵敏度。

作为优选，用于电力试验高压区域的保护方法包括以下步骤：

S1：做出高压试验区域的图形，并根据图形的形状确定包含该高压试验区域的多边形，并在上述多边形的顶点处通过伸缩杆装置固定围栏装置，并将所有围栏装置的高度调整到一致，其中设定围栏装置的数目为N；

S2：将任意一个围栏装置与其他N-1个围栏使用信号光作为连接，通过旋转滑动带里自由滑动的信号光发射口和信号光接收口，将每个围栏装置上每个滑动带内的信号光发射口与其它围栏装置上相同高度的信号光接收口进行对准，进而形成立体交叉的探测网络；

S3：将压力检测装置的光纤环绕布置在N边形高压试验区域的边上，并在每个边上的长周期光栅上放置盖板。

作为优选，所述围栏装置还包括若干个状态指示灯，用于指示信号发射口和信号接收口的对准状态和无线单元的连接状态，当围栏装置的无线单元与主控装置连接失败时，状态指示灯熄灭；当围栏装置的无线单元与主控装置连接成功，并且信号发射口和信号接收口对准失败时，状态指示灯闪烁；当围栏装置的无线单元与主控装置连接成功，并且信号发射口和信号接收口处于对准状态时，状态指示灯长亮。

本发明的实质性效果是：通过使用一种柱体外壳上自上而下分布着若干个滑动带的围栏装置，并将信号光发射口和信号光接收口设于滑动带中，从而形成高度不同的立体的高压试验保护区域，并增加了使用长周期光纤光栅作为传感器的压力检测装置，提高了电力试验区域保护装置的可靠性和灵敏度。

附图说明

图1为用于电力试验高压区域的保护装置的围栏装置的结构示意图。

图2为用于电力试验高压区域的保护装置的俯视示意图。

图中：1、信号光发射口，2、信号光接收口，3、滑动带，4、柱体外壳，5、无线单元，6、主控装置，7、围栏装置，8、高压试验设备。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。

图1为用于电力试验高压区域的保护装置的围栏装置的结构示意图，该围栏装置7包括柱体外壳4、无线单元5、处理器单元、信号光发射单元和信号光接收单元，柱体外壳4上设有两个滑动带3，滑动带3中各设有能够在带中自由滑动的信号光发射口1和信号光接收口2，两个围栏装置7形成虚拟围栏时，上滑动带3中的信号光发射口1和信号光接收口2处于同一高度并形成信号光虚拟围栏，下滑动带3中的信号光发射口1和信号光接收口2处于同一高度并形成信号光虚拟围栏。

图2为用于电力试验高压区域的保护装置的俯视示意图，图中，共使用了5个围栏装置7，主控装置6通过无线单元5接收围栏装置7的探测信号并控制围栏装置7，以往的高压试验区域仅仅为五边形的边界，位于某一高度的红外围栏可能不能识别高于或者低于该高度的闯入物，使用柱体外壳4上从上到下依次分布着至少4个滑动带3的围栏装置7，每个围栏装置7与其它围栏装置7形成立体的探测网，该探测网为五角星形状，将五角星内部五边形阴影区域设为高压试验设备8所在区域，位于该阴影区域的外围分布有立体交叉的五角星形状探测网，提高了判别非法闯入的准确度。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (7)

1.一种用于电力试验高压区域的保护装置，包括主控装置和若干个围栏装置，所述主控装置包括主控处理器模块、无线模块、断电模块和语音模块，所述若干个围栏装置围成封闭的高压试验区域并受控于所述主控装置，所述主控装置与所述若干个围栏装置通过无线通信连接，当有人闯入高压试验区域时，所述围栏装置向所述主控装置发送无线电信号，所述主控装置接收到无线电信号后进行报警并及时切断高压电源，其特征在于，所述围栏装置包括柱体外壳、无线单元、处理器单元、信号光发射单元和信号光接收单元，所述无线单元、信号光发射单元和信号光接收单元均与处理器单元电连接，所述信号光发射单元包括若干个信号光发射口，所述信号光接收单元包括若干个信号光接收口，所述柱体外壳的柱身上自上而下分布着若干个环绕柱身的滑动带，所述滑动带为柱体外壳的柱身上带有带状卡槽的圆周带，所述卡槽内分布有一个信号光发射口和一个信号光接收口，所述信号光发射口和所述信号光接收口均与卡槽配合并在带状卡槽内滑动。

2.根据权利要求1所述的用于电力试验高压区域的保护装置，其特征在于，设定所述围栏装置的数目为N，并且N≥3，则所述柱体外壳上从上到下依次分布着至少N-1个滑动带，每一个滑动带分别分布在柱体外壳的对应高度上。

3.根据权利要求1所述的用于电力试验高压区域的保护装置，其特征在于，所述信号光发射单元包括红外半导体激光二极管，所述信号光接收单元包括光电二极管。

4.根据权利要求1所述的用于电力试验高压区域的保护装置，其特征在于，还包括伸缩杆装置，固定于围栏装置的下方，用于将围栏装置固定在地面上。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的用于电力试验高压区域的保护装置，其特征在于，还包括压力检测装置，所述压力检测装置包括激光器、光纤、长周期光纤光栅、盖板和光谱仪，所述激光器发出的激光通过光纤被光谱仪接收，所述长周期光纤光栅布置于高压试验区域边界的地面上并且熔接在两个围栏装置之间的光纤上，所述盖板用于覆盖在所述长周期光纤光栅上，用于保护长周期光纤光栅和扩大压力感应范围，所述光谱仪与主控处理器模块电连接，当所述光谱仪检测到长周期光纤光栅的透射带阻光谱的中心波长移动超过5nm时，主控处理器模块判定有人员非法闯入高压试验区域并进行报警和切断高压电。

6.一种用于电力试验高压区域的保护方法，适用于权利要求5所述的用于电力试验高压区域的保护装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1：做出高压试验区域的图形，并根据图形的形状确定包含该高压试验区域的多边形，并在上述多边形的顶点处通过伸缩杆装置固定围栏装置，并将所有围栏装置的高度调整到一致，其中设定围栏装置的数目为N；

S2：将任意一个围栏装置与其他N-1个围栏使用信号光作为连接，通过旋转滑动带里自由滑动的信号光发射口和信号光接收口，将每个围栏装置上每个滑动带内的信号光发射口与其它围栏装置上相同高度的信号光接收口进行对准，进而形成立体交叉的探测网络；

S3：将压力检测装置的光纤环绕布置在N边形高压试验区域的边上，并在每个边上的长周期光栅上放置盖板。

7.根据权利要求5所述的用于电力试验高压区域的保护装置，其特征在于，所述围栏装置还包括若干个状态指示灯，用于指示信号发射口和信号接收口的对准状态和无线单元的连接状态，当围栏装置的无线单元与主控装置连接失败时，状态指示灯熄灭；当围栏装置的无线单元与主控装置连接成功，并且信号发射口和信号接收口对准失败时，状态指示灯闪烁；当围栏装置的无线单元与主控装置连接成功，并且信号发射口和信号接收口处于对准状态时，状态指示灯长亮。