專利名稱：一種等電位高壓帶電顯示與活體接近報警的電路及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及高壓電力工程技術領域，具體涉及一種等電位高壓帶電顯示與活體接近報警的電路及其裝置。
背景技術：
在電力系統中，在高壓開關柜、環網柜、高壓線路中，經常使用高壓帶電顯示裝置完成主回路是否帶有高壓電的指示、相關設備的閉鎖，作為運行操作和維護中保障安全、防止誤操作、防止誤入帶電間隔的一個技術手段，高壓帶電顯示裝置顯得非常重要。目前，高壓帶電顯示裝置主要有接觸式高壓帶電顯示裝置和感應式高壓帶電顯示裝置。接觸式高壓帶電顯示裝置雖然沒有三相電場之間的相互干擾，但是傳感器到顯示單元的連線較長，容易引入額外的干擾。感應式高壓帶電顯示裝置所有采用感應式傳感器對安裝位置周圍的電場變化都比較敏感，不能安裝在距離活動的金屬部件很近的地方，必須所有的金屬物品都不能對感應式高壓帶電顯示裝置的傳感器單元有遮擋或者屏蔽。
發明內容
本發明的目的在于提供一種等電位高壓帶電顯示與活體接近報警的電路及其裝置，解決目前用于檢測高壓開關柜、環網柜、高壓線路等是否帶有高壓電的裝置容易因裝置本身連線較長出現額外干擾和容易被周圍經書物品遮擋或屏蔽傳感器單元的問題。為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案:一種等電位高壓帶電顯示與活體接近報警的電路，包括順次連接的感應電壓接收電路、整流電路、充放電震蕩電路、發光電路、傳感器電路、信號放大電路和聲音報警電路，其中所述感應電壓接收電路主要是由感應電極1、感應電極I1、穩壓管DWl和穩壓管DW2構成，所述整流電路主要由橋式整流器、電容Cl、二極管Dl和電阻Rl構成，所述充放電震蕩電路主要由電容C2和雙向開關二極管DBl構成，所述發光電路主要由發光二極管LED和穩壓管DW3構成，所述傳感器電路主要由感應電極片A、結型場效應晶體管VF、電容C3、可調電阻R2、分壓電阻R3和可調電阻R4構成， 所述信號放大電路主要由時基集成電路ICl、語言集成電路IC2及電容C4、電阻R5和可調電阻R6構成，所述聲音報警電路主要由揚聲器BL和NPN型晶體管V構成。更進一步的 技術方案是上述穩壓管DWl和穩壓管DW2反向串聯后并聯在橋式整流器的兩個輸入端上，感應電極串聯在穩壓管DWl和橋式整流器的一個輸入端之間，感應電極II的一端連接在穩壓管DW2和橋式整流器的另一個輸入端之間，所述橋式整流器的一個輸出端與電阻Rl的一端連接，電阻Rl的另一端與二極管Dl的正極相連，電容Cl并聯在橋式整流器的兩個輸出端上，電容C2的一端和雙向開關二極管DBl的正極連接在二極管Dl的負極上，電容C2的另一端與橋式整流器的另一個輸出端相連，所述穩壓管DW3的負極與雙向開關二極管DBl負極相連，穩壓管DW3的正極與橋式整流器的另一個輸出端相連，發光二極管LED與穩壓管DW3相并聯，所述電容C3、可調電阻R2、分壓電阻R3、結型場效應晶體管VF和可調電阻R4依次串聯后與穩壓管DW3并聯，所述感應電極片A連接在結型場效應晶體管VF的觸發端上，所述時基集成電路ICl有8個引腳，其中時基集成電路ICl的I腳連接在橋式整流器的另一個輸出端上，時基集成電路ICl的5腳串聯電容C4后也與橋式整流器的另一個輸出端相連，時基集成電路ICl的2腳連接在結型場效應晶體管VF和可調電阻R4之間，時基集成電路ICl的4腳和8腳均連接在可調電阻R2和分壓電阻R3之間，所述語言集成電路IC2有4個引腳，其中語言集成電路IC2的I腳與橋式整流器的另一個輸出端相連，語言集成電路IC2的2腳串聯可調電阻R6后與時基集成電路ICl的3腳相連，語言集成電路IC2的3腳串聯電阻R5后連接在可調電阻R2和分壓電阻R3之間，語言集成電路IC2的4腳與NPN型晶體管V的基極相連，NPN型晶體管V的的集電極串聯揚聲器BL后連接在可調電阻R2和分壓電阻R3之間，NPN型晶體管V的發射極連接在橋式整流器的另一個輸出端上。一種等電位高壓帶電顯示與活體接近報警裝置，其內安裝有上述的一種等電位高壓帶電顯示與活體接近報警的電路，包括圓筒形的絕緣盒體和顯示面板，顯示面板安裝在絕緣盒體內，感應電極片A設置在顯示面板內，揚聲器BL安裝在感應電極片A的總部，而揚聲器BL的中部安裝有發光二級管LED。更進一步的技術方案是上述絕緣盒體上固定有連接支架，連接支架上連接有用于將整個裝置固定在高壓輸配電設備上的伸縮螺栓。更進一步的技術方案是上述伸縮螺栓依次由支撐部、內螺栓和外螺栓構成，內螺栓的外徑小于外螺栓的外徑并套在連接支架的螺孔內。與現有技術相比，本發明的有益效果是:結構簡單、小巧，可近距離直接安裝在高壓輸配電設備上，而且無需專供電源即可實現該裝置的正常工作；該裝置同時具有等電位高壓帶電顯示功能和活體接近報警功能，且實現的動作可靠:當高壓輸配電設備帶電運行時，該裝置會通過發光二極管發光，從而警示檢修人員高壓輸配電設備帶電，而當檢修人員與帶電高壓設備超出一定的安全距離時，該裝置可以可靠的發出活體接近報警的聲音信號，從而再次警示檢修人員該高壓一次設備帶電；大幅提高高壓設備檢修的安全系數，降低檢修人員的安全隱患。
圖1為本發明一種等電位高壓帶電顯示與活體接近報警的電路一個實施例的電路結構圖。圖2為圖1中實現帶電顯示功能的局部電路圖。圖3為圖1中實現活體接近報警功能的局部電路圖。圖4為NE555型的時基集成電路ICl內部電路圖。圖5為NE555型的時基集成電路ICl引腳圖。圖6為本發明一種等電位高壓帶電顯示與活體接近報警裝置一個實施例的結構示意圖。圖7為圖6所示本發明一種等電位高壓帶電顯示與活體接近報警裝置一個實施例的連接部件結構圖。圖8為圖7中伸縮螺栓的結構側視圖。圖9為圖7中伸縮螺栓的結構俯視圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。圖1示出了本發明一種等電位高壓帶電顯示與活體接近報警的電路的一個實施例:一種等電位高壓帶電顯示與活體接近報警的電路，包括順次連接的感應電壓接收電路
3、整流電路4、充放電震蕩電路5、發光電路6、傳感器電路7、信號放大電路8和聲音報警電路9，其中所述感應電壓接收電路3主要是由感應電極1、感應電極I1、穩壓管DWl和穩壓管DW2構成，所述整流電路4主要由橋式整流器、電容Cl、二極管Dl和電阻Rl構成，所述充放電震蕩電路5主要由電容C2和雙向開關二極管DBl構成，所述發光電路6主要由發光二極管LED和穩壓管DW3構成，所述傳感器電路7主要由感應電極片A、結型場效應晶體管VF、電容C3、可調電阻R2、分壓電阻R3和可調電阻R4構成，所述信號放大電路8主要由時基集成電路ICl、語言集成電路IC2及電容C4、電阻R5和可調電阻R6構成，所述聲音報警電路9主要由揚聲器BL和NPN型晶體管V構成。根據本發明一種等電位高壓帶電顯示與活體接近報警的電路的一個優選實施例，更進一步的技術方案是上述穩壓管DWl和穩壓管DW2反向串聯后并聯在橋式整流器的兩個輸入端上，感應電極串聯在穩壓管DWl和橋式整流器的一個輸入端之間，感應電極II的一端連接在穩壓管DW2和橋式整流器的另一個輸入端之間，所述橋式整流器的一個輸出端與電阻Rl的一端連接，電阻Rl的另一端與二極管Dl的正極相連，電容Cl并聯在橋式整流器的兩個輸出端上，電容C2的一端和雙向開關二極管DBl的正極連接在二極管Dl的負極上，電容C2的另一端與橋式整流器的另一個輸出端相連,所述穩壓管DW3的負極與雙向開關二極管DBl負極相連，穩壓管DW3的正極與橋式整流器的另一個輸出端相連，發光二極管LED與穩壓管DW3相并聯，所述電容C3、可調電阻R2、分壓電阻R3、結型場效應晶體管VF和可調電阻R4依次串聯后與穩壓管DW3并聯，所述感應電極片A連接在結型場效應晶體管VF的觸發端上，所述時基集成電路ICl有8個引腳，其中時基集成電路ICl的I腳連接在橋式整流器的另一個輸出端上，時基集成電路ICl的5腳串聯電容C4后也與橋式整流器的另一個輸出端相連，時基集成電路ICl的2腳連接在結型場效應晶體管VF和可調電阻R4之間，時基集成電路ICl的4腳和8腳均連接在可調電阻R2和分壓電阻R3之間，所述語言集成電路IC2有4個引腳，其中語言集成電路IC2的I腳與橋式整流器的另一個輸出端相連，語言集成電路IC2的2腳串聯可調電阻R6后與時基集成電路ICl的3腳相連，語言集成電路IC2的3腳串聯電阻R5后連接在可調電阻R2和分壓電阻R3之間，語言集成電路IC2的4腳與NPN型晶體管V的基極相連，NPN型晶體管V的的集電極串聯揚聲器BL后連接在可調電阻R2和分壓電阻R3之間，NPN型晶體管V的發射極連接在橋式整流器的另一個輸出端上。這里值得指出的是，所述時基集成電路ICl的型號為NE555，而語言集成電路IC2的型號為NFC5212。本發明的顯示功能是利用靜電感應原理，依靠高壓一次設備周圍的電場，通過感應電極I和感應電極II進入感應電壓接收電路，通過起到高阻抗衰減作用的穩壓管DWl和穩壓管DW2，在橋式整流器的作用下，將交流電壓轉換為直流電壓，整流后的電壓通過充放電震蕩電路對電容C2充電，當充電到一定電壓后，再提供給發光二極管LED、傳感器電路、信號放大電路和聲音報警電路作電源。發光二極管LED實現帶電顯示，其工作原理是PN結的電致發光原理:二極管電極兩端加上一定的正向電壓后，二極管中將有大量電子注入，PN結導帶上的高能量電子與價帶上的空穴發生復合，并將多余的能量以光的形式發射出來，從而達到發光警示的目的，該發光二極管LED通過并聯一個反向保護的穩壓管DW3于電路中，然后與雙向開關二極管DBl串聯至高電位，發光二極管LED的N級與橋式整流器的另一個輸出端(即低電位輸出端)相連，構成位移電流回路，實現發光二極管LED工作。如圖3所示，本發明的傳感器電路7、信號放大電路8和聲音報警電路9用于實現本發明的活體接近報警功能。其中，傳感器電路7由感應電極片A、結型場效應晶體管VF、電容C3、可調電阻R2、分壓電阻R3和可調電阻R4構成；其中，電容C3和可調電阻R2串聯后再與電阻R3、結型場效應晶體管VF和可調電阻R4三者串聯后并聯接入主回路，結型場效應晶體管VF觸發端連接感應電極片A、一端與電阻R3連接、另一端與可調電阻R4連接。信號放大電路8由時基集成電路ICl、語言集成電路IC2及電容C4、電阻R5和可調電阻R6構成；其中，如圖4和圖5所示，時基集成電路ICl采用NE555型時基集成電路，而語言集成電路IC2采用NFC5212型語言集成電路。聲音報警電路9由揚聲器BL和晶體管V構成。本發明的活體接近報警原理:在無人接近感應電極片A時，VF的漏極、源極之間的電阻較小，電流較大，ICl的2腳電位高于Vcc/3，該報警器不動作；當有人接近感應電極片A時，人體的感應信號會使VF的漏極、源極之間的電阻值增大，ICl的2腳電位低于Vcc/3，ICl內電路翻轉，其3腳由低電平變為高電平，使語言集成電路受觸發而工作，IC2的4腳輸出的語言信號經V放大后，通過揚聲器BL發出語言提醒聲；調節R4和R6的阻值，可以改變電路的靈敏度，使有人靠近感應電極片0.5m以內，報警器報警。圖6示出了本發明一種等電位高壓帶電顯示與活體接近報警裝置的一個實施例，一種等電位高壓帶電顯示與活體接近報警裝置，其內安裝有上述的一種等電位高壓帶電顯示與活體接近報警的電路，包括圓筒形的絕緣盒體I和顯示面板2，顯示面板2安裝在絕緣盒體I內，感應電極片A12設置在顯示面板2內，揚聲器BL14安裝在感應電極片A12的總部，而揚聲器BL14的中部安裝有發光二級管LED13。圖6示出了本發明一種等電位高壓帶電顯示與活體接近報警裝置的一個優選實施例，絕緣盒體I上固定有連接支架10，連接支架10上連接有用于將整個裝置固定在高壓輸配電設備上的伸縮螺栓11。圖7、圖8和圖9示出了本發明一種等電位高壓帶電顯示與活體接近報警裝置的另一個優選實施例，伸縮螺栓11依次由支撐部16、內螺栓17和外螺栓18構成，內螺栓17的外徑小于外螺栓18的外徑并套在連接支架10的螺孔內。使用本裝置時，通過伸縮螺栓11將本裝置直接連接在高壓輸配電設備上。當高壓輸配電設備帶電運行時，該裝置會通過發光二極管LED發光，從而警示檢修人員高壓輸配電設備帶電；而當檢修人員與帶電高壓設備超出一定的安全距離時，該裝置可以可靠的發出活體接近報警的聲音信號，從而再次警示檢修人員該高壓一次設備帶電運行。另外，本發明采用高壓感應電場供電，無需專供電源也能可靠工作；再有，本發明小巧，結構緊湊，特別適合用于35kV及以下的高壓開關柜、開關場一次設備等的檢修場合。
權利要求
1.一種等電位高壓帶電顯示與活體接近報警的電路，其特征在于:包括順次連接的感應電壓接收電路(3)、整流電路(4)、充放電震蕩電路(5)、發光電路(6)、傳感器電路(7)、信號放大電路(8)和聲音報警電路(9)，其中 所述感應電壓接收電路(3 )主要是由感應電極1、感應電極I1、穩壓管DWl和穩壓管DW2構成， 所述整流電路(4)主要由橋式整流器、電容Cl、二極管Dl和電阻Rl構成， 所述充放電震蕩電路(5)主要由電容C2和雙向開關二極管DBl構成， 所述發光電路(6)主要由發光二極管LED和穩壓管DW3構成， 所述傳感器電路(7)主要由感應電極片A、結型場效應晶體管VF、電容C3、可調電阻R2、分壓電阻R3和可調電阻R4構成， 所述信號放大電路(8)主要由時基集成電路ICl、語言集成電路IC2及電容C4、電阻R5和可調電阻R6構成， 所述聲音報警電路(9)主要由揚聲器BL和NPN型晶體管V構成。
2.根據權利要求1所述的一種等電位高壓帶電顯示與活體接近報警的電路，其特征在于:所述穩壓管DWl和穩壓管DW2反向串聯后并聯在橋式整流器的兩個輸入端上，感應電極串聯在穩壓管DWl和橋式整流器的一個輸入端之間，感應電極II的一端連接在穩壓管DW2和橋式整流器的另一個輸入端之間，所 述橋式整流器的一個輸出端與電阻Rl的一端連接，電阻Rl的另一端與二極管Dl的正極相連，電容Cl并聯在橋式整流器的兩個輸出端上，電容C2的一端和雙向開關二極管DBl的正極連接在二極管Dl的負極上，電容C2的另一端與橋式整流器的另一個輸出端相連，所述穩壓管DW3的負極與雙向開關二極管DBl負極相連，穩壓管DW3的正極與橋式整流器的另一個輸出端相連，發光二極管LED與穩壓管DW3相并聯，所述電容C3、可調電阻R2、分壓電阻R3、結型場效應晶體管VF和可調電阻R4依次串聯后與穩壓管DW3并聯，所述感應電極片A連接在結型場效應晶體管VF的觸發端上，所述時基集成電路ICl有8個引腳，其中時基集成電路ICl的I腳連接在橋式整流器的另一個輸出端上，時基集成電路ICl的5腳串聯電容C4后也與橋式整流器的另一個輸出端相連，時基集成電路ICl的2腳連接在結型場效應晶體管VF和可調電阻R4之間，時基集成電路ICl的4腳和8腳均連接在可調電阻R2和分壓電阻R3之間，所述語言集成電路IC2有4個引腳，其中語言集成電路IC2的I腳與橋式整流器的另一個輸出端相連，語言集成電路IC2的2腳串聯可調電阻R6后與時基集成電路ICl的3腳相連，語言集成電路IC2的3腳串聯電阻R5后連接在可調電阻R2和分壓電阻R3之間，語言集成電路IC2的4腳與NPN型晶體管V的基極相連，NPN型晶體管V的集電極串聯揚聲器BL后連接在可調電阻R2和分壓電阻R3之間，NPN型晶體管V的發射極連接在橋式整流器的另一個輸出端上。
3.一種等電位高壓帶電顯示與活體接近報警裝置，其內安裝有如權利要求1或2所述的一種等電位高壓帶電顯示與活體接近報警的電路，其特征在于:包括圓筒形的絕緣盒體(I)和顯示面板(2)，顯示面板(2)安裝在絕緣盒體(I)內，感應電極片A (12)設置在顯示面板(2)內，揚聲器BL (14)安裝在感應電極片A (12)的總部，而揚聲器BL (14)的中部安裝有發光二級管LED (13)。
4.根據權利要求3所述的一種等電位高壓帶電顯示與活體接近報警裝置，其特征在于:所述絕緣盒體(I)上固定有連接支架(10)，連接支架(10)上連接有用于將整個裝置固定在高壓輸配電設備上的伸縮螺栓(U)。
5.根據權利要求4所述的一種等電位高壓帶電顯示與活體接近報警裝置，其特征在于:所述伸縮螺栓(11)依次由支撐部(16)、內螺栓(17)和外螺栓(18)構成，內螺栓(17)的外徑小于外螺栓(18)的外徑并套在連接 支架(10)的螺孔內。
全文摘要
本發明涉及高壓電力工程技術領域，具體涉及一種等電位高壓帶電顯示與活體接近報警的電路及其裝置，包括順次連接的感應電壓接收電路(3)、整流電路(4)、充放電震蕩電路(5)、發光電路(6)、傳感器電路(7)、信號放大電路(8)和聲音報警電路(9)。本發明的作用是結構簡單、小巧，可近距離直接安裝在高壓輸配電設備上，而且無需專供電源即可實現該裝置的正常工作；該裝置同時具有等電位高壓帶電顯示功能和活體接近報警功能，且實現的動作可靠；大幅提高高壓設備檢修的安全系數，降低檢修人員的安全隱患。
文檔編號G01R19/155GK103198610SQ20131006937
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月5日 優先權日2013年3月5日
發明者吳秀乾, 蔡岷晉, 張明海 申請人:四川省電力公司達州電業局, 國家電網公司
專業數控銑床產品供應商
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