專利名稱：絕緣桿式非接觸驗(yàn)電報(bào)警器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于驗(yàn)電報(bào)警器領(lǐng)域，尤其是一種絕緣桿式非接觸驗(yàn)電報(bào)警器。
背景技術(shù)：
目前，在電力工程進(jìn)行帶電作業(yè)時(shí)必須要遵循驗(yàn)電、防護(hù)、掛地或等電位后再開(kāi)始操作的規(guī)定。驗(yàn)電操作必須通過(guò)驗(yàn)電器來(lái)完成。驗(yàn)電報(bào)警器是用來(lái)檢測(cè)電力設(shè)備上是否存在電壓的常用電力安全工具之一，通過(guò)驗(yàn)電報(bào)警器明確驗(yàn)證本身與帶電體之間的距離是否滿足安全距離的要求，再進(jìn)行其他相關(guān)操作，以防止出現(xiàn)帶電裝接地線(合接地刀閘)、誤碰有電設(shè)備等惡性事故的發(fā)生。因此，在電力行業(yè)中驗(yàn)電報(bào)警器的作用不可忽視。傳統(tǒng)的驗(yàn)電報(bào)警器雖然大多也都是便攜式的，但通常都需要把驗(yàn)電報(bào)警器安裝在操作桿上，在操作時(shí)需要用驗(yàn)報(bào)警電器直接與高壓帶電體接觸，驗(yàn)電報(bào)警器中的電阻將高電壓降低到安全的電壓值(通常是幾伏)，通過(guò)人體到大地形成一個(gè)回路，這樣再觸發(fā)驗(yàn)電報(bào)警器中的聲音或發(fā)光指示回路工作，從而體現(xiàn)出被測(cè)物體是否帶電。傳統(tǒng)的驗(yàn)電器小巧、 攜帶方便，但必須與被測(cè)物體接觸才能使用，這就對(duì)操作桿的絕緣性以及人為安全距離的把握提出了更高的要求，但即便如此仍然存在安全隱患。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、安全可靠、適用范圍廣泛的絕緣桿式非接觸驗(yàn)電報(bào)警器。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種絕緣桿式非接觸驗(yàn)電報(bào)警器，由非接觸驗(yàn)電報(bào)警器和載體連接構(gòu)成，非接觸驗(yàn)電報(bào)警器包括依次連接在一起的感應(yīng)天線、接收回路模塊、感應(yīng)信號(hào)放大器模塊、選頻信號(hào)放大器、門檻電路模塊、語(yǔ)音報(bào)警發(fā)聲器和音頻放大器模塊以及與上述模塊相連接為其穩(wěn)定供電的電源模塊。而且，所述的載體為各種電壓等級(jí)的電力專用絕緣桿。而且，所述的感應(yīng)信號(hào)放大器模塊由阻抗放大器、雙向限幅器、輸出耦合電容和調(diào)壓分配電阻連接構(gòu)成，該雙向限幅器由二極管D1、D2組成。而且，所述的選頻信號(hào)放大器由一個(gè)T型高通濾波器和一個(gè)雙T型低通濾波器并聯(lián)而成的對(duì)稱雙T阻容網(wǎng)絡(luò)。而且，所述的門檻電路采用單線電壓比較器并輸出方波信號(hào)。而且，所述的報(bào)警語(yǔ)音發(fā)聲器選用DV-10發(fā)聲器，所述的音頻功率放大器由一級(jí)共射極電壓放大器和一級(jí)電流放大電路器組成。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是1、本驗(yàn)電報(bào)警器通過(guò)感應(yīng)天線以非接觸的方式測(cè)量帶電物體周圍的感應(yīng)電磁場(chǎng)來(lái)判定物體是否帶電，同時(shí)通過(guò)與絕緣操作桿的結(jié)合保證了整體安全性，并按照不同電壓等級(jí)對(duì)安全距離要求的不同可進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，無(wú)須接觸即可檢測(cè)被測(cè)物體是否帶電，使用起來(lái)安全、方便、準(zhǔn)確。2、本驗(yàn)電報(bào)警器能夠處于M小時(shí)監(jiān)控狀態(tài)，一旦絕緣桿使用者在無(wú)意識(shí)狀態(tài)下誤入帶電區(qū)域，報(bào)警器馬上發(fā)出音響報(bào)警，提醒人員注意帶電體危險(xiǎn)性的存在，從而起到防止由于錯(cuò)覺(jué)和失誤造成觸電傷亡事故的發(fā)生。3、本驗(yàn)電報(bào)警器不僅對(duì)高壓具有防觸電預(yù)報(bào)警功能，而且，對(duì)低壓具有驗(yàn)電功能， 在對(duì)低壓驗(yàn)電時(shí)，在非接觸到導(dǎo)線的情況下，用來(lái)檢測(cè)交流220V以上的火線有沒(méi)有帶電， 或用于電纜和低壓電線斷接點(diǎn)的檢測(cè)，或用于檢查盜竊電用戶墻內(nèi)導(dǎo)線的走向。其抗干擾性能強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，電路不易損害。4、本驗(yàn)電報(bào)警器適用電壓范圍廣泛，只要絕緣桿上配備一只報(bào)警器實(shí)現(xiàn)從 10KV-500KV電壓范圍的報(bào)警功能，而且報(bào)警距離滿足了 DL408-91《電業(yè)安全工作規(guī)程》中對(duì)安全距離的規(guī)定要求，也可以用于無(wú)屏蔽電纜和低壓電線斷接點(diǎn)的檢測(cè)。5、本驗(yàn)電報(bào)警器所采用的主要器件都具有低成本、低功耗的特點(diǎn)，整個(gè)設(shè)備的最大功耗小于10W，典型功耗小于5W。

圖1是本實(shí)用新型的整體硬件組成原理圖；圖2是感應(yīng)信號(hào)放大器模塊的電路組成原理圖；圖3是選頻信號(hào)放大器所使用的雙T選頻回路電路組成原理圖；圖4是語(yǔ)音報(bào)警發(fā)聲器和音頻放大器電路組成及原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例做進(jìn)一步詳述一種絕緣桿式非接觸驗(yàn)電報(bào)警器，如圖1所示，由非接觸驗(yàn)電報(bào)警器和載體連接構(gòu)成。載體為電力專用絕緣桿，該電力專用絕緣桿不論電壓等級(jí)高低都可以與非接觸驗(yàn)電報(bào)警器進(jìn)行方便組合使用；非接觸驗(yàn)電報(bào)警器包括感應(yīng)天線、接收回路模塊、感應(yīng)信號(hào)放大器模塊、選頻信號(hào)放大器、門檻電路模塊、語(yǔ)音報(bào)警發(fā)聲器、音頻放大器模塊和電源模塊，感應(yīng)天線、接收回路模塊、感應(yīng)信號(hào)放大器模塊、選頻信號(hào)放大器、門檻電路模塊、語(yǔ)音報(bào)警發(fā)聲器和音頻放大器模塊依次連接，電源模塊與上述模塊相連接為以上各個(gè)模塊穩(wěn)定供電功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電源的管理功能。感應(yīng)天線和接收回路模塊主要用于接收帶電體周圍的感應(yīng)電磁場(chǎng)，采用高靈敏度感應(yīng)天線，能夠接收到220V-220kV電力常用電壓等級(jí)電磁場(chǎng)信號(hào)， 然后將其發(fā)送到感應(yīng)信號(hào)放大器模塊并通過(guò)感應(yīng)信號(hào)放大器模塊對(duì)這些電磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾，篩選出工頻50Hz附近的電力系統(tǒng)電磁場(chǎng)信號(hào)并進(jìn)行放大處理，再次通過(guò)選頻信號(hào)放大器和門檻電路模塊對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行細(xì)致篩選，將頻率變化較大且幅值不滿足要求的信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾，確保信號(hào)的準(zhǔn)確性，同時(shí)將這些正弦交變信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榉讲ㄐ盘?hào)作為下一模塊的觸發(fā)信號(hào)，最后將這些觸發(fā)信號(hào)輸送到語(yǔ)音報(bào)警發(fā)聲器和音頻放大器模塊中進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警提示。如圖2所示，感應(yīng)信號(hào)放大器模塊由阻抗放大器、雙向限幅器、輸出耦合電容和調(diào)壓分配電阻連接構(gòu)成，該雙向限幅器由二極管D1、D2組成。由于感應(yīng)天線接收的信號(hào)極其微弱，通常只有微伏級(jí)或毫伏級(jí)的各種發(fā)射機(jī)發(fā)射、雷電幅射，因此，首先需要核心器件阻抗放大器對(duì)帶電體周圍幅射等信號(hào)進(jìn)行放大；然后由雙向限幅器過(guò)濾掉幅值激變產(chǎn)生的高幅值信號(hào)對(duì)阻抗放大器的破壞；最后通過(guò)輸出耦合電容Cl負(fù)責(zé)將滿足要求的信號(hào)進(jìn)行耦合，形成選頻信號(hào)放大器可以應(yīng)用的信號(hào)并輸出給選頻及門檻模塊；三個(gè)調(diào)壓分配電阻電阻Rl、R2和R3主要進(jìn)行放大器內(nèi)電壓的調(diào)節(jié)和分配，保證輸出信號(hào)的質(zhì)量。如圖3所示，選頻信號(hào)放大器放置在感應(yīng)信號(hào)放大器之后進(jìn)行頻率過(guò)濾，該選頻信號(hào)放大器主要采用了對(duì)稱雙T阻容網(wǎng)絡(luò)，由一個(gè)T型高通濾波器和一個(gè)雙T型低通濾波器并聯(lián)而成的網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于高頻信號(hào)可以認(rèn)為信號(hào)完全由高通T型網(wǎng)絡(luò)巾的電容臂(C+C)通過(guò)，對(duì)于低頻信號(hào)可以認(rèn)為信號(hào)完全由低通T型網(wǎng)絡(luò)中的電阻臂(R+R)通過(guò)。故在高頻和低頻信號(hào)輸入時(shí)，輸出與輸入相等，而在中間某一頻率《0 = 1/(RC)處，分別經(jīng)過(guò)電阻臂和電容臂到達(dá)輸出端的兩路信號(hào)的幅度相等，相位相反，所以此時(shí)輸出為零，呈現(xiàn)帶阻特性，阻帶頻率中心頻率為ωΟ。雙T網(wǎng)絡(luò)對(duì)ω = ωΟ之外的其它頻率分量產(chǎn)生較強(qiáng)的負(fù)反饋，對(duì)于ω = ωΟ的頻率分量，負(fù)反饋極弱，故電網(wǎng)感應(yīng)信號(hào)經(jīng)過(guò)本級(jí)后輸出幅度最大，從而達(dá)到了選頻的目的。選頻信號(hào)放大器是為了防止誤報(bào)，該放大器對(duì)50Hz分量具有較高的增益， 該頻率是我國(guó)電力系統(tǒng)的主要頻率范圍，其它頻率分量沒(méi)有增益或者增益很低的窄帶放大器。對(duì)稱無(wú)源雙T網(wǎng)絡(luò)的Q值不是很高，阻頻帶較寬。對(duì)于中心頻率為50Hz的無(wú)源雙T網(wǎng)絡(luò)，其阻頻帶為12. 5Hz-87. 5Hz (_3dB點(diǎn)帶寬)，絕大多數(shù)雜散頻率分量信號(hào)都在其阻頻帶之外。門檻電路放置在選頻信號(hào)放大器之后，主要是為了進(jìn)一步過(guò)濾掉干擾信號(hào)，主要對(duì)不符合幅值要求的信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾，是一個(gè)典型的單限電壓比較器，當(dāng)輸入信號(hào)未超過(guò)門檻電平時(shí)，運(yùn)算放大器輸出為低電平(OV)，否則運(yùn)算放大器輸出為高電平(接近電源電壓)。同時(shí)，電力系統(tǒng)輻射50HZ的正弦交變信號(hào)經(jīng)過(guò)門檻電路后變?yōu)榉讲ㄐ盘?hào)，將其平滑后用來(lái)開(kāi)啟語(yǔ)音報(bào)警發(fā)聲器和音頻放大器模塊。如圖4所示，報(bào)警語(yǔ)音發(fā)聲器選用DV-IO發(fā)聲器，為板上芯片封裝(chip onboard, COB)器件，內(nèi)置“有電危險(xiǎn)，請(qǐng)勿靠近”語(yǔ)音信號(hào)，工作電壓3. OV-4. 5V，觸發(fā)方式=One-Shot 或Level-hold，該發(fā)生器只需要相關(guān)電路進(jìn)行觸發(fā)即可，圖中電阻R和二極管D形成了 DV-10發(fā)聲器本身的供電回路通過(guò)與電源模塊的配合可以向其提供工作電源，其中電阻 Rl和R2主要進(jìn)行DV-10內(nèi)部工作電壓和電流的調(diào)節(jié)，電容Cl主要是為了阻斷直流，保護(hù)DV-10正常工作的作用；設(shè)置一個(gè)偏置電阻R3，對(duì)基極偏置電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，使集電極電流在設(shè)計(jì)規(guī)范的范圍內(nèi)，從而保證晶體管有一個(gè)適合的工作點(diǎn)；同時(shí)設(shè)置一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管 M0SFET，既可以與偏置電阻R3形成輸入級(jí)阻抗變換，又提高了放大器輸入阻抗，從而可以降低耦合電容的容量，避免了電解電容器的適用，保證揚(yáng)聲器回路的穩(wěn)定工作?；芈分械钠渌娮柚饕糜陔妷赫{(diào)節(jié)，電容則主要為了防止直流信號(hào)對(duì)回路功能的影響。音頻功率放大器由一級(jí)共射極電壓放大器和一級(jí)電流放大電路器組成，盡管后級(jí)電路沒(méi)有電壓增益(K =1)，但其電流增益很高，不影響音頻功率放大器的功率增益。本報(bào)警器主要是針對(duì)帶電作業(yè)過(guò)程中使用絕緣桿進(jìn)行操作的項(xiàng)目，防止操作人員與帶電體之間不滿足安全距離而造成的觸電事故的發(fā)生，通過(guò)卡扣式固定帶與絕緣桿相連，安裝組合方便，結(jié)構(gòu)可伸展可適用于不同電壓等級(jí)不同尺寸的絕緣桿；不僅如此，該報(bào)警器也可安裝在安全帽以及佩戴在操作人員身體上，通過(guò)預(yù)留一定的安全距離來(lái)防止操作人員發(fā)生觸電事故。[0029] 需要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型所述的實(shí)施例是說(shuō)明性的，而不是限定性的，因此本實(shí)用新型并不限于具體實(shí)施方式
中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種絕緣桿式非接觸驗(yàn)電報(bào)警器，其特征在于由非接觸驗(yàn)電報(bào)警器和載體連接構(gòu)成，非接觸驗(yàn)電報(bào)警器包括依次連接在一起的感應(yīng)天線、接收回路模塊、感應(yīng)信號(hào)放大器模塊、選頻信號(hào)放大器、門檻電路模塊、語(yǔ)音報(bào)警發(fā)聲器和音頻放大器模塊以及與上述模塊相連接為其穩(wěn)定供電的電源模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣桿式非接觸驗(yàn)電報(bào)警器，其特征在于所述的載體為各種電壓等級(jí)的電力專用絕緣桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣桿式非接觸驗(yàn)電報(bào)警器，其特征在于所述的感應(yīng)信號(hào)放大器模塊由阻抗放大器、雙向限幅器、輸出耦合電容和調(diào)壓分配電阻連接構(gòu)成，該雙向限幅器由二極管D1、D2組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣桿式非接觸驗(yàn)電報(bào)警器，其特征在于所述的選頻信號(hào)放大器由一個(gè)T型高通濾波器和一個(gè)雙T型低通濾波器并聯(lián)而成的對(duì)稱雙T阻容網(wǎng)絡(luò)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣桿式非接觸驗(yàn)電報(bào)警器，其特征在于所述的門檻電路采用單線電壓比較器并輸出方波信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣桿式非接觸驗(yàn)電報(bào)警器，其特征在于所述的報(bào)警語(yǔ)音發(fā)聲器選用DV-10發(fā)聲器，所述的音頻功率放大器由一級(jí)共射極電壓放大器和一級(jí)電流放大電路器組成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種絕緣桿式非接觸驗(yàn)電報(bào)警器，其主要技術(shù)特點(diǎn)是由非接觸驗(yàn)電報(bào)警器和載體連接構(gòu)成，非接觸驗(yàn)電報(bào)警器包括依次連接在一起的感應(yīng)天線、接收回路模塊、感應(yīng)信號(hào)放大器模塊、選頻信號(hào)放大器、門檻電路模塊、語(yǔ)音報(bào)警發(fā)聲器和音頻放大器模塊以及與上述模塊相連接為其穩(wěn)定供電的電源模塊。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，其通過(guò)感應(yīng)天線以非接觸的方式測(cè)量帶電物體周圍的感應(yīng)電磁場(chǎng)來(lái)判定物體是否帶電，同時(shí)通過(guò)與絕緣操作桿的結(jié)合保證了整體安全性，并按照不同電壓等級(jí)對(duì)安全距離要求的不同可進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，無(wú)須接觸即可檢測(cè)被測(cè)物體是否帶電，使用起來(lái)安全、方便、準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)G01R19/155GK202330535SQ20112045262
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者張希, 李小亮, 王冠丁, 王建政, 賈京山 申請(qǐng)人:臨汾電力高級(jí)技工學(xué)校