CN206421045U - 一种车载式移动变电站高压区域探测装置 - Google Patents

Abstract

一种车载式移动变电站高压区域探测装置，它主要由四个分别布置在车载式移动变电站四周角部的红外收发器组成，每2个红外收发器组成一面红外警戒线，其特征在于所述的红外收发器采用NE555芯片作为MCU模块，该MCU模块内含有分压器、比较器、基本R‑S触发器、放电管以及缓冲器元器件，所述的MCU模块外接有电源管理器、红外发射器、红外接收器、无线传输模块、调试接口模块以及状态信号模块电路，其中红外发射器的发射管与红外接收器的受光管成90度夹角布置；本实用新型具有设计合理、检测灵敏、实用性强、安全性高、易推广、保障电力设备和人员安全、提高系统供电可靠性等特点。

Description

一种车载式移动变电站高压区域探测装置

技术领域

本实用新型涉及的是一种车载移动变电站高压区域探测装置，属于电力设备安全技术领域。

背景技术

随着经济的快速发展和城镇化进程的不断扩大，传统的固定式变电站已经无法完全满足日益增长的电力能源需求，原有的电源分布点及容量已不能及时的保障社会的正常供电，用电负荷突增现象日益频繁，电能质量的下降致部分地区用电矛盾逐渐加剧，因而急需可移动、智能化、模块化的快速解决方案。移动变电站是将传统变电站一次设备、二次系统安装在平板拖车或者集装箱中的变电站，是在非常有限空间下的低成本、高效益、智能化的快速供电解决方案。

移动变电站为纯户外布置，搭载了电气设备的移动平板车安置在野外，其电气设备结构紧凑，高压设备集中布置在一台移动平板车上，而且车身高度不足1米，高压引线及变压器套管等带电部分均裸露在外面。鉴于移动变电站属于开放式易入变电站，因而外来人员闯入，容易造成人身、设备事故的发生。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种结构设计合理、检测灵敏、安全性高、操作方便、易推广，通用性强的车载式移动变电站高压区域探测装置。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的：一种车载式移动变电站高压区域探测装置，它主要由四个分别布置在车载式移动变电站四周角部的红外收发器组成，每2个红外收发器组成一面红外警戒线，所述的红外收发器采用NE555芯片作为MCU模块，该MCU模块内含有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器元器件，所述的MCU模块外接有电源管理器、红外发射器、红外接收器、无线传输模块、调试接口模块以及状态信号模块电路，其中红外发射器的发射管与红外接收器的受光管成90度夹角布置。

作为优选：所述的电源管理器选用有上电软启动功能以及过流、短路和过热保护功能的开关稳压器件MP1482DS，所述红外发射器的发射元件为由红外发光二极管构成的发射管，所述红外接收器的接收部分采用光敏二极管构成的、能完成光电转换的受光管，且所述红外接收部分包括通过受光管的红外感应以及信号处理和比较输出三个部分。

作为优选：所述的无线传输模块选用工作在433/868/915MHz的ISM频段上的单片射频收发芯片nRF905，该无线传输模块采用18线双排针接口，包括通讯电源、功放电源及数据接口，且与控制器的数据交换采用SPI接口方式，四线控制，并配合载波检测、地址匹配的状态输入。

本实用新型是对现有移动变电站结构的改进，当外来人员的闯入时，会遮断红外信号，另一侧的接收器收不到红外信号，就会通过无线信号通知主控制器，并发出安全警示报警，提示外来人员远离带电设备，保障人身安全。

本实用新型具有设计合理、灵敏度高、实用性强、安全性高、易推广、保障电力设备和人员安全、提高系统供电可靠性等特点，它通过对射探测技术，组成隐形安全围栏，有效地防止运行人员误入安全距离以内，保障人身和设备安全，有力的提高了系统的供电安全可靠性能。

附图说明

图1是本实用新型所述的整体结构组成框图。

图2是本实用新型所述电源管理模块的电路原理图。

图3是本实用新型所述红外发射器的电路原理图。

图4是本实用新型所述红外接收器的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作详细的介绍：图1所示，本实用新型所述的一种车载式移动变电站高压区域探测装置，它主要由四个分别布置在车载式移动变电站四周角部的红外收发器组成，每2个红外收发器组成一面红外警戒线，所述的红外收发器采用NE555芯片作为MCU模块，该MCU模块内含有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器元器件，所述的MCU模块外接有电源管理器、红外发射器、红外接收器、无线传输模块、调试接口模块以及状态信号模块电路，其中红外发射器的发射管与红外接收器的受光管成90度夹角布置。

本实用新型所述的电源管理器选用有上电软启动功能以及过流、短路和过热保护功能的开关稳压器件MP1482DS，所述红外发射器的发射元件为由红外发光二极管构成的发射管，所述红外接收器的接收部分采用光敏二极管构成的、能完成光电转换的受光管，且所述红外接收部分包括通过受光管的红外感应以及信号处理和比较输出三个部分。

本实用新型所述的无线传输模块选用工作在433/868/915MHz的ISM频段上的单片射频收发芯片nRF905，该无线传输模块采用18线双排针接口，包括通讯电源、功放电源及数据接口，且与控制器的数据交换采用SPI接口方式，四线控制，并配合载波检测、地址匹配的状态输入。

实施例：本实用新型主要是由四个红外收发器（实际的发光管和受光管成90度夹角）组成，四个红外收发器从左上角开始按顺时针方向安装，每2个红外收发器组成一面红外警戒线，所述的红外收发器采用NE555芯片，该芯片内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，是模拟电路和数字电路的混合体。

所述的红外收发器是在以MCU控制模块1为核心的一系列外设组成，包括电源管理模块2、红外发射器3、红外接收器4、无线传输模块5、调试接口模块6以及状态信号模块7。打开电源开关，电源指示灯亮，4个状态指示灯亮，只有收到正确的回应状态时，相应的指示灯才会熄灭，当有人闯入遮断红外光束时，对应的指示灯亮起，就可以判断闯入的是哪一面。

所述的电源管理模块2为提高电池续航时间，设计选用了高转换效率的开关稳压器件MP1482DS，有上电软启动功能以及过流、短路和过热等保护功能，转换的最高效率可达93%，非常适合装置中的无线模块这种有瞬时大电流输出要求的应用。

所述的红外发射器3的发射元件为红外发光二极管，它发出的是红外线而不是可见光，并且利用了红外数字脉冲的驱动方式和单光束遮断检知的探测方式；所述的红外接收器4的接收部分采用光敏二极管完成光电转换，而且红外接收电路一般包括红外感应、信号处理和比较输出三个部分。

所述的无线传输模块5选用工作在 433/868/915MHz 的ISM频段上的单片射频收发芯片nRF905，该芯片开发周期短、消耗功耗低且集成模块小，方便于嵌入其他设备中使用，模块采用18线双排针接口，包括通讯电源、功放电源及数据接口，与控制器的数据交换采用SPI接口方式，四线控制，速度快效率高，再配合载波检测、地址匹配等状态输入，可以方便的控制和数据交换。

图1中，包括MCU模块1、电源管理模块2、红外发射器3、红外接收器4、无线传输模块5、调试接口模块6、状态信号模块7。

图2所示，所述的电源管理模块2能通过软件输出PWON信号实现主动开关机的功能，

同时通过分压电路将电池电压降压后输入控制器的输入端，实时监测电池电量，当电池电量不足10%时发出警告，小于5%自动断电。为提高电池续航时间，设计选用了高转换效率的开关稳压器件MP1482DS，有上电软启动功能以及过流、短路和过热等保护功能，转换的最高效率可达93%，非常适合装置中的无线模块这种有瞬时大电流输出要求的应用。

图3所示，所述的红外发射模块3为NE555组成的PWM信号发生器，采用了红外数字脉冲的驱动方式和单光束遮断检知的探测方式；红外发射器的发射元件为红外发光二极管，它发出的是红外线而不是可见光。

图4所示，所述的红外接收装置4接收部分的元件为光敏二极管，借此完成光电转换，电路一般包括红外感应、信号处理和比较输出三个部分，红外接收管感应红外信号，同时前置放大电路将微弱的感应信号放大处理。电容对红外接收管的工作电源进行滤波，避免因电源引起的干扰。

所述的无线传输模块5选用工作在433/868/915MHz 的ISM频段上的单片射频收发芯片nRF905，该芯片开发周期短、消耗功耗低且集成模块小，方便于嵌入其他设备中使用，模块采用18线双排针接口，包括通讯电源、功放电源及数据接口，与控制器的数据交换采用SPI接口方式，四线控制，速度快效率高，再配合载波检测、地址匹配等状态输入，可以方便的控制和数据交换。

本实用新型具有如下几个特点：

1）检测灵敏可靠

移动变电站高压区域探测装置通过红外对射探测技术，组成隐形安全围栏，将移动变电站包围其中，对闯入其中的人员进行探测，再通过无线信号传送给控制端，反应灵敏及时。

2）大大提高了安全性能

传统移动变电站活动范围与带电设备之间的安全距离难以控制，容易因安全距离不够而遭受电击伤害。而此红外对射高压区域探测装置，组成隐形安全围栏，将移动变电站包围其中，大大提高了安全性能。

3）为提高电池续航时间，设计选用了高转换效率的开关稳压器件MP1482DS，有上电软启动功能以及过流、短路和过热等保护功能，转换的最高效率可达93%，非常适合装置中的无线模块这种有瞬时大电流输出要求的应用。

4）红外发射模块选用NE555组成的PWM信号发生器，采用了红外数字脉冲的驱动方式和单光束遮断检知的探测方式，方式新颖可靠。

Claims (3)

1.一种车载式移动变电站高压区域探测装置，它主要由四个分别布置在车载式移动变电站四周角部的红外收发器组成，每2个红外收发器组成一面红外警戒线，其特征在于所述的红外收发器采用NE555芯片作为MCU模块，该MCU模块内含有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器元器件，所述的MCU模块外接有电源管理器、红外发射器、红外接收器、无线传输模块、调试接口模块以及状态信号模块电路，其中红外发射器的发射管与红外接收器的受光管成90度夹角布置。

2.根据权利要求1所述的车载式移动变电站高压区域探测装置，其特征在于所述的电源管理器选用有上电软启动功能以及过流、短路和过热保护功能的开关稳压器件MP1482DS，所述红外发射器的发射元件为由红外发光二极管构成的发射管，所述红外接收器的接收部分采用光敏二极管构成的、能完成光电转换的受光管，且所述红外接收部分包括通过受光管的红外感应以及信号处理和比较输出三个部分。

3.根据权利要求1所述的车载式移动变电站高压区域探测装置，其特征在于所述的无线传输模块选用工作在433/868/915MHz的ISM频段上的单片射频收发芯片nRF905，该无线传输模块采用18线双排针接口，包括通讯电源、功放电源及数据接口，且与控制器的数据交换采用SPI接口方式，四线控制，并配合载波检测、地址匹配的状态输入。