CN205229285U - 跨步电压监测器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种跨步电压监测器，包括电压判断单元，以及与电压判断单元相连的电压采集单元、声光报警单元、显示单元、触电报警单元、短路保护单元和电源单元；所述电压采集单元用于采集工作人员两脚所踩地面处的电压值，同时将电压值初步处理后发送给电压判断单元，电压判断单元分析判断后分别控制声光报警单元、显示单元、触电报警单元、短路保护单元执行相应的动作，电源单元分别为跨步电压监测器各用电单元提供合适的电压。上述结构的跨步电压监测器，可以实现对跨步电压的有效监测，进而避免其可能造成的人身伤害。
Description
技术领域
本实用新型涉及跨步电压监测器，属于电压监测领域。
背景技术
众所周知，电气设备发生接地故障时，接地点附近会产生跨步电压和接触电压，这给直接查找故障的运行人员和线路巡线人员带来了很大的安全风险。尤其当故障点发生在变电所内开关室时，由于组合开关柜为全密封结构从而遮挡了接地点，值班员实际仅能凭借焦糊气味、放电声响等来进行初步的模糊判断，查找时极有可能误进入跨步电压区或接触接地点附近设备从而造成人身触电事故。
有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种跨步电压监测器，本案由此产生。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种跨步电压监测器，实现对跨步电压的有效监测，进而避免其可能造成的人身伤害。
为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是：
跨步电压监测器，包括电压判断单元，以及与电压判断单元相连的电压采集单元、声光报警单元、显示单元、触电报警单元、短路保护单元和电源单元；所述电压采集单元用于采集工作人员两脚所踩地面处的电压值，同时将电压值初步处理后发送给电压判断单元，电压判断单元分析判断后分别控制声光报警单元、显示单元、触电报警单元、短路保护单元执行相应的动作，电源单元分别为跨步电压监测器各用电单元提供合适的电压。
作为优选，所述电压采集单元包括设置在工作人员绝缘鞋底的金属片，以及电压采集电路，电压采集电路输入端连接电压表，金属片将感应到的电压信号通过引线反馈给电压采集电路，电压采集电路将电压信号经过处理后发送给电压判断单元。
作为优选，所述金属片包括相互串联的主金属片和辅助金属片，多金属片的设置可以使采集到的电压数据更可靠、精准。
作为优选，所述电压判断单元采用单片机控制。电压判断单元将电压采集单元所采集的电压差与预先设定的报警定值及短路定值进行快速比较，从而决定跨步电压监测器的动作，是整个监测器的心脏。具体可以采用型号为ATMEGA128的单片机。
作为优选，所述声光报警单元采用发光二极管和喇叭，在出现跨步电压时，发出声光报警信号来提示工作人员注意。在本实施例中，声信号应包括两种，“嘀嘀嘀”的报警信号以及“请单脚按原路跳出接地区域”的脱险提示信号；光信号采用波长最长的红光，且亮度充足，闪烁快速，使值班员在夜晚或者较嘈杂的情况下也能引起注意，发光二极管安装在监测器的醒目位置，且可以设置多个。此外，声光信号均应随着跨步电压的升高而渐变急促，“嘀嘀嘀”的声信号和光信号的闪烁频率应随电压的升高而提高。
作为优选，所述显示单元采用液晶显示屏，用于显示跨步电压监测器的各项数据和状态。在本实施例中，所述显示单元具体采用TFT彩色液晶屏。
作为优选，所述触电报警单元包括设置在绝缘鞋底的压力传感器和无线通信模块，当工作人员不幸触电倒地后，触电报警单元能第一时间发出无线通讯信号通知主控室人员对触电工作人员进行抢救。
作为优选，所述短路保护单元包括相互连接的三极管、保护继电器和短路导线，短路保护单元与两脚的电压采集单元相连接，当电压差超过限值时，通过短路导线短接电压表，使工作人员两脚间等电位，从而消除跨步电压影响。
作为优选，所述电源单元包括电池，以及与电池相连的电压处理电路，所述电池采用可充电电池，电压处理电路采用型号为MP1584EN的降压转换器，电池电压经过电压处理电路降压滤波后分别为各用电单元供电。
上述结构的跨步电压监测器其金属片、压力传感器安装在足部，其余部分挂在腰间，具体工作原理：足部的金属片通过引线和腰间的其余单元相连，在工作人员行走的过程中，通过踩在足底的金属片来获取两脚所踩地面处的电压值，并通过跨步电压监测器内部的电压表和电压判断单元来判断两脚间的电压差。正常情况下或未进入接地区域内时，两脚间电压差为零，声光报警单元无显示；当发生接地故障且工作人员已进入接地区域时，两脚间就会产生电压差，当这个电压差超过报警定值（可设定为5V左右）时，声光报警单元会发出明显的声光报警信号，提示工作人员注意已进入接地区；当电压差超过对人体会造成危害的短路定值（可设定为25V左右）时，短路保护单元短接电压表，使两脚间等电位。与此同时，声光报警单元的声光信号会随电压值的升高渐变急促；当值班员不幸触电倒地后，跨步电压检测器还能第一时间发出无线通讯模块通知主控室人员进行抢救。
本实用新型所述的跨步电压监测器具有多重保护功能：无跨步电压时，无声光信号；跨步电压值超过报警定值，发出声光报警信号；跨步电压值超过短路定值，发出声光报警信号，同时启动短路保护单元；工作人员不幸触电倒地，触电报警单元可第一时间发出无线通讯信号通知主控室人员进行抢救。
以下结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细描述。
附图说明
图1为本实施例的跨步电压监测器框图；
图2为本实施例的跨步电压监测器电压判断单元、电压采集单元、声光报警单元和短路保护单元电路图。
具体实施方式
如图1所示，跨步电压监测器，包括电压判断单元1，以及与电压判断单元1相连的电压采集单元2、声光报警单元3、显示单元4、触电报警单元5、短路保护单元6和电源单元7；电压采集单元1用于采集工作人员两脚所踩地面处的电压值，同时将电压值初步处理后发送给电压判断单元1，电压判断单元1分析判断后分别控制声光报警单元3、显示单元4、触电报警单元5、短路保护单元6执行相应的动作，电源单元7分别为跨步电压监测器各用电单元提供合适的电压。
如图2所示，所述电压采集单元2包括设置在工作人员绝缘鞋底的金属片，以及电压采集电路，电压采集电路输入端连接电压表（图2中省略电压表，引线DJD1、DJD2连接电压表）金属片将感应到的电压信号通过引线反馈给电压采集电路，电压采集电路将电压信号经过整流滤波等处理后发送给电压判断单元1。对于电压采集单元2来讲，鞋底的金属片是其功能实现部分，所以对其可靠性及灵敏度的要求较高：由于人在走路时习惯后跟先着地，所以主金属片应设置于足部靠后的位置来提高灵敏度，在足底的其他位置还应有辅助金属片，各个金属片之间为串联关系；金属片与地面的接触在各种路面情形下均应良好且接触面积充分，金属片的设置应采取在行走过程中减少金属片磨损的措施，拆卸方便，且可更换。
所述电压判断单元1采用单片机控制，具体可以采用型号为ATMEGA128的单片机，电压判断单元将电压采集单元所2采集的电压差与预先设定的报警定值及短路定值进行快速比较，从而决定跨步电压监测器的动作，是整个监测器的心脏。本实施例所述的电压判断单元1可实现直流电压检测与交流电压检测的切换，从而在直流系统接地时也能实现跨步电压的报警与保护功能；此外，电压判断单元分析判断动作过程应十分快速灵敏可靠，理论上应实现零时限，保证工作人员在步行速度较快或者奔跑时也能实现跨步电压的报警与保护功能。
所述声光报警单元3采用发光二极管D10和32欧姆喇叭，在出现跨步电压时，发出声光报警信号来提示工作人员注意。在本实施例中，声信号应包括两种，“嘀嘀嘀”的报警信号以及“请单脚按原路跳出接地区域”的脱险提示信号；光信号采用波长最长的红光，且亮度充足，闪烁快速，使值班员在夜晚或者较嘈杂的情况下也能引起注意，发光二极管安装在监测器的醒目位置，且可以设置多个。此外，声光信号均应随着跨步电压的升高而渐变急促，“嘀嘀嘀”的声信号和光信号的闪烁频率应随电压的升高而提高。
所述显示单元4采用液晶显示屏，用于显示跨步电压监测器的各项数据和状态。在本实施例中，所述显示单元4具体采用TFT彩色液晶屏。
所述触电报警单元5包括设置在绝缘鞋底的压力传感器和无线通信模块，当工作人员不幸触电倒地后，触电报警单元5能第一时间发出无线通讯信号通知主控室人员对触电工作人员进行抢救。触电报警单元是通过在工作人员两个足底各设一个压力感应器来实现的，当工作人员站立或者正常行走时，足底的压力感应器至少有一个可以感应到压力（人体重力）；当工作人员触电倒地后，两个压力传感器都感应不到压力，此时触电报警单元延时3秒通过无线通信模块连接设在主控室的接收装置，主控室的接收装置会发出“巡视人员有触电危险，请注意！”的报警。
所述短路保护单元6包括相互连接的三极管、保护继电器、电阻、电容、二极管和短路导线等，短路保护单元的与两脚的电压采集单元相连接，且短路导线的截面及电阻应满足要求，当电压差超过限值时，短接电压表的过程应灵敏，快速，理论上应实现零时限短接。短路保护单元6是在电压判断单元检测到电压超过对人体会造成危害的大定值时，通过短路导线迅速将电压表（图2中引线DJD1、DJD2连接电压表）短接，使工作人员两脚间等电位，从而消除跨步电压影响。
所述电源单元7包括电池，以及与电池相连的电压处理电路，在本实施例中，所述电池采用可充电电池，电压处理电路采用型号为MP1584EN的降压转换器，电池电压经过电压处理电路降压滤波后分别为各用电单元供电。
本实施例所述的跨步电压监测器其金属片和压力传感器安装在足部，其余部分挂在腰间，具体工作原理：足部的金属片通过引线和腰间的其余单元相连，在工作人员行走的过程中，通过踩在足底的金属片来获取两脚所踩地面处的电压值，并通过跨步电压监测器内部的电压表和电压判断单元1来判断两脚间的电压差。正常情况下或未进入接地区域内时，两脚间电压差为零，声光报警单元3无显示；当发生接地故障且工作人员已进入接地区域时，两脚间就会产生电压差，当这个电压差超过报警定值（可设定为5V左右）时，声光报警单元3会发出明显的声光报警信号，提示工作人员注意已进入接地区；当电压差超过对人体会造成危害的短路定值（可设定为25V左右）时，短路保护单元6短接电压表，使两脚间等电位。与此同时，声光报警单元3的声光信号会随电压值的升高渐变急促；当值班员不幸触电倒地后，跨步电压检测器还能第一时间发出无线通讯模块通知主控室人员进行抢救。
上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
Claims (10)
1.跨步电压监测器，其特征在于：包括电压判断单元，以及与电压判断单元相连的电压采集单元、声光报警单元、显示单元、触电报警单元、短路保护单元和电源单元；所述电压采集单元用于采集工作人员两脚所踩地面处的电压值，同时将电压值初步处理后发送给电压判断单元，电压判断单元分析判断后分别控制声光报警单元、显示单元、触电报警单元、短路保护单元执行相应的动作，电源单元分别为跨步电压监测器各用电单元提供合适的电压。
2.如权利要求1所述的跨步电压监测器，其特征在于：所述电压采集单元包括设置在工作人员绝缘鞋底的金属片，以及电压采集电路，电压采集电路输入端连接电压表，金属片将感应到的电压信号通过引线反馈给电压采集电路，电压采集电路将电压信号经过处理后发送给电压判断单元。
3.如权利要求2所述的跨步电压监测器，其特征在于：所述金属片包括相互串联的主金属片和辅助金属片。
4.如权利要求1所述的跨步电压监测器，其特征在于：所述电压判断单元采用单片机控制。
5.如权利要求4所述的跨步电压监测器，其特征在于：所述单片机具体采用型号为ATMEGA128的单片机。
6.如权利要求1所述的跨步电压监测器，其特征在于：所述声光报警单元采用发光二极管和喇叭。
7.如权利要求1所述的跨步电压监测器，其特征在于：所述显示单元采用液晶显示屏。
8.如权利要求1所述的跨步电压监测器，其特征在于：所述触电报警单元包括无线通信模块和设置在绝缘鞋底的压力传感器。
9.如权利要求1所述的跨步电压监测器，其特征在于：所述短路保护单元包括相互连接的三极管、保护继电器和短路导线，短路保护单元与两脚的电压采集单元相连接。
10.如权利要求1所述的跨步电压监测器，其特征在于：所述电源单元包括电池，以及与电池相连的电压处理电路，所述电池采用可充电电池，电压处理电路采用型号为MP1584EN的降压转换器，电池电压经过电压处理电路降压滤波后分别为各用电单元供电。
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Cited By (1)
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| CN105372481A (zh) * | 2015-12-07 | 2016-03-02 | 国网浙江省电力公司绍兴供电公司 | 跨步电压监测器 |
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2015
- 2015-12-07 CN CN201521003444.7U patent/CN205229285U/zh active Active
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