高压电气设备安全距离报警装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力安全领域，特别是一种高压电气设备安全距离报警装置及方法。
【背景技术】
[0002]高压电气设备是1000V及以上电压等级的电气设备，当人员离电气设备较近时，及时未触碰到电气设备也存在触电危险。电气设备根据其电压等级不同，所需要的离电气设备的远近距离也不同，我们把可以接近的电气设备的最小不会触电的距离成为安全距离。不同电压等级安全距离不同，例如1kV设备安全距离0.7米、35kV设备安全距离I米、IlOkV设备安全距离1.5米等等。当人员特别是检修工作人员接近带电电气设备小于安全距离时就会出现触电人身伤亡等严重事故。
[0003]目前，大多数电力企业是在电气设备构建上悬挂“高压危险”等警示牌，来提醒人员注意。但是，悬挂“高压危险”等警示牌，警示效果不明显，特别是对于无电气专业知识人员，他们并不了解各电压等级的安全距离，也无法获知危险程度。警示牌装设在所有设备构架上，即包括带电设备又包括停电设备，使得需要到停电设备上工作的人员只能忽视这个标示牌的警示，使得警示牌的作用被弱化。如果工作人员误认为带电电设备已经停电，再忽视该设备的警示牌警示作用，由于警示牌不能起到警示作用，特别容易发生危险。
【发明内容】
[0004]为解决上述现有技术中的缺陷，本发明提供了一种高压电气设备安全距离报警装置及方法，可以通过设定安全距离，同时根据高压电气设备是否带电，对接近不同高压电气设备的人员进行智能报警。
[0005]为解决上述技术问题，本发明方案包括:高压电气设备安全距离报警装置，包括带电检测装置、测距模块、控制芯片和报警器，所述的带电检测模块第一传感器、第二传感器、第三传感器和显示器，所述的显示器上设有A相指示灯、B相指示灯和C相指示灯，所述的第一传感器与A相指示灯串联连接，所述的A相指示灯与控制芯片连接，所述的第二传感器与B相指示灯串联连接，所述的B相指示灯与控制芯片连接，所述的第三传感器与C相指示灯串联连接，所述的C相指示灯与控制芯片连接，所述的测距模块和报警器分别与控制芯片连接。
[0006]进一步的，所述的控制芯片为FPGA芯片，所述的FPGA芯片通过逻辑与门和带电检测模块连接，可以根据带电检测模块测量到的带电信号实现FPGA芯片的开启。
[0007]进一步的，所述的控制芯片为单片机。
[0008]进一步的，所述的测距模块为以下测量方式中的一种:红外测距模块、超声波测距模块、位移传感器。
[0009]进一步的，所述的报警器为以下报警方式中的一种:音频报警、声光报警。
[0010]进一步的，警示器还包括ROM，ROM内存储有“高压危险，请离开”、“高压危险，请避让”等警示话语，可以通过报警器的语音功能播放出来。
[0011]进一步的，警示器还包括GPRS模块，所述的GPRS模块与控制芯片连接，可以在报警的同时，将报警位置通过短信发送到巡检人员的手机上。
[0012]高压电气设备安全距离报警方法，利用上述的高压电气设备安全距离报警装置，在不接触的高压电气设备的安全距离上，将第一传感器、第二传感器和第三传感器分别对准A相电气设备、B相电气设备、C相电气设备，所述的方法包括以下步骤:
给报警装置通电，并根据高压电气设备的电压等级设定安全距离；
对高压电气设备进行带电检测，检测到A相、B相、C相任何一相带电时，进入下一步，反之，则继续测量；
启动测距模块，测量外界物体与报警装置之间的距离；
控制芯片计算出测量距离小于设定距离时，发出报警。
[0013]进一步的，根据高压电气设备的电压等级设定安全距离的具体步骤为:首先，根据高压电气设备所在高压线路的电压值，从最新的“电力操作规范”中获知高压电气设备的最大安全距离LI ;其次，测量报警装置测距模块的测量端口与高压电气设备之间的距离L2 ;最后，利用公式L3=L1+L2，获得应当设定的安全距离L3。
[0014]进一步的，在发出报警的同时，利用短信、邮件等方式将报警发生地点发送到巡检人员的手机上，可以及时提醒巡检人员快速赶赴报警地点，控制现场状况。
[0015]本发明的有益效果是:
1、带电检测部分采用非直接接触式感应检验方式，利用高压电场与传感器之间的电场耦合原理，在安全距离外进行感应式测量，由于此方式下，带电检测装置不与高压线路直接接触，因此，不仅避免了高低压转换模块的设计，降低了成本，而且，带电检测部分甚至整个报警装置收高压线路的影响较小，提高了装置的稳定性。
[0016]2、A、B、C三相分别对应一个指示灯，当任意一相带电时，对应的指示灯亮，如果再刻意的将指示灯设计成较大的LED灯，这样一来，即使工作人员在远离报警装置的位置，就可以提前判断高压电气设备是否带电，进一步提高了安全性。
[0017]3、针对工作人员和社会人员在不注意的情况下靠近带电高压电气设备的情况，设计了报警效果较好的音频报警或声光报警，对于社会人员，可能单纯的报警，并不能让社会人员了解自己的危险情况，因此结合ROM中存储的“高压危险，请离开”、“高压危险，请避让”等提醒语言，使社会人员明白自己处于高压区域，更好的保证人身安全。
[0018]4、为了更好保证安全，特意设计了 GPRS模块，在发出报警的第一时间通知到巡检人员，需安检人员可以及时赶赴报警地点，一方面，检查是否有人员受伤，帮助救助；另一方面，可以检查是否有其它危险，以便于提前排除。
[0019]5、对于报警方法中安全距离的设定，结合最新的安全规范和实际情况，利用测距模块与高压电气设备天然存在的距离，最精准的选择最恰当的安全距离，使得安全距离的设定做到有据可依，不肆意放大，不无故缩小，实现规范化管理。
[0020]6、针对不同环境、启动资金、应用范围等情况，设计了两种控制芯片，FPGA芯片的价格较低，控制方式为逻辑控制，可以满足报警装置的所有功能，但是后期功能的拓展空间不足，不能持续升级；单片机成本比FPGA芯片要高，但是不仅可以满足现有功能，而且可以在后期添加其它功能，可以很方便的升级换代。
【附图说明】
[0021]图1是本发明原理结构示意图；
图2是本发明带电检测装置的检测原理示意图；
图3是本发明高压电气设备安全距离报警方法的流程图。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图对本发明的具体实施进行说明，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0023]如图1和图2所示的高压电气设备安全距离报警装置，包括带电检测装置、测距模块、控制芯片、报警器、ROM、GPRS模块，所述的带电检测模块第一传感器、第二传感器、第三传感器和显示器，为了增加稳定性，可以设计两个或两个以上的显示器同时显示，所述的显示器上设有A相指示灯、B相指示灯和C相指示灯，所述的第一传感器与A相指示灯串联连接，所述的A相指示灯与控制芯片连接，所述的第二传感器与B相指示灯串联连接，所述的B相指示灯与控制芯片连接，所述的第三传感器与C相指示灯串联连接，所述的C相指示灯与控制芯片连接，指示灯和传感器之间设有一个电容，指示灯另一端通过一个电阻连接外部端口 ；所述的测距模块、报警器、ROM、GPRS模块分别与控制芯片连接。
[0024]为了适应不同的环境、应用范围和启动资金等问题，设计了两套不同的控制芯片，其实现原理不一样，下面，针对两种不同的控制芯片，说明装置的工作过程:
利用FPGA芯片作为控制芯片，