CN117954874A - 一种接地线设备互锁机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种接地线设备互锁机构，主要涉及输配电智能化控制技术领域。包括互锁机构本体和互锁机构控制电路，所述互锁机构本体包括壳体，所述壳体具体为中空的长方体结构，所述壳体外侧设置有电磁锁以及接地夹具，所述壳体内部设置有电池包、电磁抱夹以及电路板，所述电路板用于运行互锁机构控制电路。本发明的有益效果在于：它能保证接地操作顺序正确，有效保证操作员人身安全，同时对输配电设备进行有效监管。

Description

一种接地线设备互锁机构

技术领域

本发明涉及输配电智能化控制技术领域，具体是一种接地线设备互锁机构。

背景技术

接地线设备广泛应用于电力输送检修作业,是保障作业人员施工安全的生命线。在电力系统停电检修作业中，常使用接地线和接地刀来消除被检修线路上的感应电和防止突然来电造成人身触电事故。传统接地线设备结构简单，应用广泛，但是不能保证接地和接线的操作顺序，易导致供电或者人身伤亡事故。

另外，在电力企业开展的输电检修施工作业中使用的接地线设备普遍采用手动旋钮紧固式接地线夹。按照电力企业的操作规程要求必须按照如下顺序进行操作：挂接接地线设备时，先连接地线(铁塔)一端，后连接输电线一端；摘取时操作顺序相反，先摘除接线端，后摘除接地端。操作人员在挂接接地线设备时若先接线后接地，残留静电可能会对操作人员造成严重的人身伤害；摘取接地线设备时，如果先摘除接地端，在输电线路已供电情况下，也会危及操作员生命安全。

因此，亟需一种接地线设备互锁机构来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种接地线设备互锁机构，它能保证接地操作顺序正确，有效保证操作员人身安全，同时对输配电设备进行有效监管。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

主体结构包括互锁机构本体和互锁机构控制电路，所述互锁机构本体包括壳体，所述壳体具体为中空的长方体结构，所述壳体外侧设置有电磁锁以及接地夹具，所述壳体内部设置有电池包、电磁抱夹以及电路板，所述电路板用于运行互锁机构控制电路。

优选的，所述壳体的侧壁上设置有凹槽，所述凹槽内贯穿其侧壁的设置有圆孔，所述凹槽的下部设置有按钮，所述按钮的下部设置有电磁锁和指示灯。

优选的，所述壳体的顶部设置有接地夹具，所述接地夹具包括钳口和伸缩块，所述伸缩块设置于钳口内，且伸缩块的顶面与钳口的底面为平行设置，所述伸缩块的底面上设置有螺纹杆，所述螺纹杆贯穿壳体的顶面与底面，所述螺纹杆的底端贯穿的设置有横杆。

优选的，所述互锁机构控制电路包括充电模块、控制模块、电压转换模块、4G通讯模块以及定位模块，所述充电模块与控制模块电性连接，所述控制模块分别与电压转换模块、4G通讯模块、定位模块电性连接。

优选的，所述充电模块包括电池电源管理芯片，所述电池电源管理芯片的型号为TP4056，所述电池电源管理芯片设置有第一引脚，所述第一引脚接地，所述电池电源管理芯片设置有第二引脚，所述第二引脚连接有第三十一电阻并接地，所述电池电源管理芯片设置有第三引脚并接地，所述电池单元管理芯片设置有第四引脚，所述第四引脚连接有第二十三电阻并连接有电源输入端，所述电池电源管理芯片设置有第五引脚，所述第五引脚连接有电池，所述电池电源管理芯片设置有第六引脚，所述第六引脚连接有第二十九电阻，所述第二十九电阻连接有第二LED驱动引脚并与第二十三电阻连接，所述电池电源管理芯片设置有第七引脚，所述第七引脚连接有第二十八电阻，所述第二十八电阻连接有第三LED驱动引脚并与第二十三电阻连接，所述电池电源管理芯片设置有第八引脚，所述第八引脚连接第二十三电阻，所述电池设置有电池座，所述电池连接有第二开关和第三开关，所述第三开关接地，所述第二开关连接有稳压器，所述稳压器的型号为TLV73333PDBVR，所述稳压器设置有第九引脚，所述第九引脚连接第二开关，所述稳压器设置有第十引脚并接地，所述稳压器设置有第十一引脚，所述第十一引脚连接第二开关，所述稳压器设置有第十二引脚，所述第十二引脚为空引脚，所述稳压器设置有第十三引脚，所述第十三引脚连接有电压输出端，所述第九引脚连接有DCDC升压模块，所述DCDC升压模块的型号为DM13-4.2，所述DCDC升压模块设置有第十四引脚，所述第十四引脚连接第九引脚，所述DCDC升压模块设置有第十五引脚并接地，所述DCDC升压模块设置有第十六引脚，所述第十六引脚为空引脚，所述DCDC升压模块设置有第十七引脚，所述第十七引脚连接有A9G供电电压。

优选的，所述控制模块包括主控芯片，所述主控芯片的型号为STM32L151RET6，所述主控芯片设置有第十八引脚，所述第十八引脚，所述第十八引脚连接有第一电阻，所述第一电阻连接有第一LED启动引脚且与电压输出端连接，所述主控芯片设置有第十九引脚，所述第十九引脚连接有第二电阻，所述第二电阻连接有第一LED启动引脚且与电压输出端连接。

优选的，所述电压转换模块包括第一升压转换器和第二升压转换器，两个所述升压转换器的型号均为XR2981。

优选的，所述4G通讯模块包括四块4G通讯芯片，四块所述4G通讯芯片的型号均为A9G。

优选的，所述定位模块型号为梦芯的MAX-903A。

对比现有技术，本发明的有益效果在于：

相比于原有的传统接地线设备，能保证接地操作顺序正确有效保证操作员人身安全以及避免供配电事故，同时具备GPS定位和4G通讯功能，可以有效监管接地线设备的挂接转态和位置情况，保证供电稳定。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是本发明的内部结构示意图。

图3是本发明的充电模块电路图。

图4是本发明的控制模块电路图。

图5是本发明的电压转换模块电路图。

图6是本发明的4G通讯模块电路图。

图7是本发明的定位模块电路图。

附图中所示标号：

1、壳体；2、电磁锁；3、凹槽；4、接地夹具；5、螺纹杆；6、LED；7、电磁抱夹。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

实施例：

如图1-2所示，包括互锁机构本体和互锁机构控制电路，所述互锁机构本体包括壳体，所述壳体具体为中空的长方体结构，所述壳体外侧设置有电磁锁以及接地夹具，所述壳体内部设置有电池包、电磁抱夹以及电路板，所述电路板用于运行互锁机构控制电路，其中，控制电路又包括GPS定位和4G通讯功能，所述壳体的侧壁上设置有凹槽，所述凹槽内贯穿其侧壁的设置有圆孔，所述凹槽的下部设置有按钮，所述按钮的下部设置有电磁锁和指示灯，所述壳体的顶部设置有接地夹具，所述接地夹具包括钳口和伸缩块，所述伸缩块设置于钳口内，且伸缩块的顶面与钳口的底面为平行设置，所述伸缩块的底面上设置有螺纹杆，所述螺纹杆贯穿壳体的顶面与底面，所述螺纹杆的底端贯穿的设置有横杆，所述螺纹杆上套接电磁抱夹，所述电磁抱夹与电路板电性连接，所述电路板与电磁锁电性连接。

为了保证互锁机构的绝缘性和安全性，整个互锁机构的部件均采用塑料材质。

所述互锁机构控制电路包括充电模块、控制模块、电压转换模块、4G通讯模块以及定位模块，所述充电模块与控制模块电性连接，所述控制模块分别与电压转换模块、4G通讯模块、定位模块电性连接。

如图3所示，所述充电模块包括电池电源管理芯片，所述电池电源管理芯片的型号为TP4056，所述电池电源管理芯片设置有第一引脚，所述第一引脚接地，所述电池电源管理芯片设置有第二引脚，所述第二引脚连接有第三十一电阻并接地，所述电池电源管理芯片设置有第三引脚并接地，所述电池单元管理芯片设置有第四引脚，所述第四引脚连接有第二十三电阻并连接有电源输入端，所述电池电源管理芯片设置有第五引脚，所述第五引脚连接有电池，所述电池电源管理芯片设置有第六引脚，所述第六引脚连接有第二十九电阻，所述第二十九电阻连接有第二LED驱动引脚并与第二十三电阻连接，所述电池电源管理芯片设置有第七引脚，所述第七引脚连接有第二十八电阻，所述第二十八电阻连接有第三LED驱动引脚并与第二十三电阻连接，所述电池电源管理芯片设置有第八引脚，所述第八引脚连接第二十三电阻，所述电池设置有电池座，所述电池连接有第二开关和第三开关，所述第三开关接地，所述第二开关连接有稳压器，所述稳压器的型号为TLV73333PDBVR，所述稳压器设置有第九引脚，所述第九引脚连接第二开关，所述稳压器设置有第十引脚并接地，所述稳压器设置有第十一引脚，所述第十一引脚连接第二开关，所述稳压器设置有第十二引脚，所述第十二引脚为空引脚，所述稳压器设置有第十三引脚，所述第十三引脚连接有电压输出端，所述第九引脚连接有DCDC升压模块，所述DCDC升压模块的型号为DM13-4.2，所述DCDC升压模块设置有第十四引脚，所述第十四引脚连接第九引脚，所述DCDC升压模块设置有第十五引脚并接地，所述DCDC升压模块设置有第十六引脚，所述第十六引脚为空引脚，所述DCDC升压模块设置有第十七引脚，所述第十七引脚连接有A9G供电电压。

如图4所示，所述控制模块包括主控芯片，所述主控芯片的型号为STM32L151RET6，所述主控芯片设置有第十八引脚，所述第十八引脚，所述第十八引脚连接有第一电阻，所述第一电阻连接有第一LED启动引脚且与电压输出端连接，所述主控芯片设置有第十九引脚，所述第十九引脚连接有第二电阻，所述第二电阻连接有第一LED启动引脚且与电压输出端连接。

如图5所示，所述电压转换模块包括第一升压转换器和第二升压转换器，两个所述升压转换器的型号均为XR2981。

如图6所示，所述4G通讯模块包括四块4G通讯芯片，四块所述4G通讯芯片的型号均为A9G，A9G模块可以用来接收短信命令和实时传输图片。

如图7所示，所述定位模块型号为梦芯的MAX-903A。

当互锁机构需要进行接地设备挂接时遵循以下流程：

将接地夹具拧紧到位，然后进行唤醒电磁抱夹，开始释放电磁锁，当电磁锁弹出到位时，互锁机构进入休眠状态，若没有弹出到位则进行光报警同时两秒后继续判断电磁锁是否弹出到位；

当互锁机构需要进行接地设备摘取时遵循以下流程：

将接线夹插回，打开接地夹具，同时对接地所是否释放到指定位置进行判断，若释放到位置，主控芯片通过4G模块向云平台发送下线信息，并控制互锁机构休眠，若没有释放到位则进行声光报警，同时6秒后重新进行对接地所是否释放到指定位置进行判断。

核心处理器为STM32L151RET6单片机,该控制器主要特点为超低功耗，结合睡眠唤醒功能，保证使用电池供电时可以持续完成一个完整检修作业工作流程。

系统采用3.7V锂电池供电，首先通过XR2981电源升压模块升压得到5V电压，控制电磁锁动作。

4G通讯模块采用A9G模块，可以通过接收短信的方式接收云平台的控制信令。

定位模块为梦芯的MAX-903A，可以实时获取该设备单点定位，定位精度能达到亚米级。

由于本设备在正常工作时，挂接在高塔上仅用蓄电池供电，检修工作常持续2周甚至更长时间。因此，电路板在没有操作动作时进入低功耗模式。当旋转设备下部螺杆，接线夹子拧紧到位，紧固铁塔之后。在接近传感器SS1的触发下，单片机自动唤醒，进行接线夹的弹出。完成该动作后，设备继续进入休眠状态，保持低功耗模式。

Claims (9)

1.一种接地线设备互锁机构，其特征在于，包括互锁机构本体和互锁机构控制电路，所述互锁机构本体包括壳体，所述壳体具体为中空的长方体结构，所述壳体外侧设置有电磁锁以及接地夹具，所述壳体内部设置有电池包、电磁抱夹以及电路板，所述电路板用于运行互锁机构控制电路。

2.根据权利要求1所述一种接地线设备互锁机构，其特征在于，所述壳体的侧壁上设置有凹槽，所述凹槽内贯穿其侧壁的设置有圆孔，所述凹槽的下部设置有按钮，所述按钮的下部设置有电磁锁和指示灯。

3.根据权利要求1所述一种接地线设备互锁机构，其特征在于，所述壳体的顶部设置有接地夹具，所述接地夹具包括钳口和伸缩块，所述伸缩块设置于钳口内，且伸缩块的顶面与钳口的底面为平行设置，所述伸缩块的底面上设置有螺纹杆，所述螺纹杆贯穿壳体的顶面与底面，所述螺纹杆的底端贯穿的设置有横杆，所述螺纹杆上套接电磁抱夹，所述电磁抱夹与电路板电性连接，所述电路板与电磁锁电性连接。

4.根据权利要求1所述一种接地线设备互锁机构，其特征在于，所述互锁机构控制电路包括充电模块、控制模块、电压转换模块、4G通讯模块以及定位模块，所述充电模块与控制模块电性连接，所述控制模块分别与电压转换模块、4G通讯模块、定位模块电性连接。

5.根据权利要求4所述一种接地线设备互锁机构，其特征在于，所述充电模块包括电池电源管理芯片，所述电池电源管理芯片的型号为TP4056，所述电池电源管理芯片设置有第一引脚，所述第一引脚接地，所述电池电源管理芯片设置有第二引脚，所述第二引脚连接有第三十一电阻并接地，所述电池电源管理芯片设置有第三引脚并接地，所述电池单元管理芯片设置有第四引脚，所述第四引脚连接有第二十三电阻并连接有电源输入端，所述电池电源管理芯片设置有第五引脚，所述第五引脚连接有电池，所述电池电源管理芯片设置有第六引脚，所述第六引脚连接有第二十九电阻，所述第二十九电阻连接有第二LED驱动引脚并与第二十三电阻连接，所述电池电源管理芯片设置有第七引脚，所述第七引脚连接有第二十八电阻，所述第二十八电阻连接有第三LED驱动引脚并与第二十三电阻连接，所述电池电源管理芯片设置有第八引脚，所述第八引脚连接第二十三电阻，所述电池设置有电池座，所述电池连接有第二开关和第三开关，所述第三开关接地，所述第二开关连接有稳压器，所述稳压器的型号为TLV73333PDBVR，所述稳压器设置有第九引脚，所述第九引脚连接第二开关，所述稳压器设置有第十引脚并接地，所述稳压器设置有第十一引脚，所述第十一引脚连接第二开关，所述稳压器设置有第十二引脚，所述第十二引脚为空引脚，所述稳压器设置有第十三引脚，所述第十三引脚连接有电压输出端，所述第九引脚连接有DCDC升压模块，所述DCDC升压模块的型号为DM13-4.2，所述DCDC升压模块设置有第十四引脚，所述第十四引脚连接第九引脚，所述DCDC升压模块设置有第十五引脚并接地，所述DCDC升压模块设置有第十六引脚，所述第十六引脚为空引脚，所述DCDC升压模块设置有第十七引脚，所述第十七引脚连接有A9G供电电压。

6.根据权利要求4所述一种接地线设备互锁机构，其特征在于，所述控制模块包括主控芯片，所述主控芯片的型号为STM32L151RET6，所述主控芯片设置有第十八引脚，所述第十八引脚，所述第十八引脚连接有第一电阻，所述第一电阻连接有第一LED启动引脚且与电压输出端连接，所述主控芯片设置有第十九引脚，所述第十九引脚连接有第二电阻，所述第二电阻连接有第一LED启动引脚且与电压输出端连接。

7.根据权利要求4所述一种接地线设备互锁机构，其特征在于，所述电压转换模块包括第一升压转换器和第二升压转换器，两个所述升压转换器的型号均为XR2981。

8.根据权利要求4所述一种接地线设备互锁机构，其特征在于，所述4G通讯模块包括4G通讯芯片，所述4G通讯芯片的型号均为A9G。

9.根据权利要求1所述一种接地线设备互锁机构，其特征在于，所述定位模块型号为梦芯的MAX-903A。