一種近電預(yù)警器

何丹紅

摘 要：在變電站作業(yè)中，偶爾會(huì)發(fā)生檢修、試驗(yàn)、運(yùn)行人員因走錯(cuò)間隔誤入帶電區(qū)域或因操作不當(dāng)誤碰帶點(diǎn)部位造成觸電傷亡的事故。文章敘述了一種手環(huán)式近電預(yù)警器的個(gè)人安全防護(hù)器具，檢修、試驗(yàn)、運(yùn)行佩戴該近電預(yù)警器手環(huán)誤入帶電區(qū)域或接近帶電部位時(shí)，當(dāng)作業(yè)人員接近帶電體的距離處于手環(huán)設(shè)定的監(jiān)控范圍時(shí)即時(shí)發(fā)出的警報(bào)聲，提醒作業(yè)人員注意，從而能有效的防止相關(guān)人員誤入帶電區(qū)域或誤碰帶點(diǎn)部位，避免觸電傷亡事故發(fā)生，起到保證人身安全的作用，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

關(guān)鍵詞：近電預(yù)警；電磁感應(yīng)；蜂鳴器；觸電

作業(yè)人員在變電站工作時(shí)，一般是停電之后進(jìn)行，但在實(shí)際作業(yè)當(dāng)中，在各種因素的影響下，存在作業(yè)人員可能誤入帶電區(qū)域、誤碰帶點(diǎn)部位，就會(huì)對(duì)人員有生命危險(xiǎn)，導(dǎo)致觸電傷亡事故發(fā)生，造成巨大的人身財(cái)產(chǎn)損失，而市面上目前尚無(wú)理想的電工保護(hù)設(shè)施。因此，本文敘述了一種近電預(yù)警器，外觀(guān)設(shè)計(jì)為手環(huán)式，體積小、佩帶方便，適用電壓范圍廣，有效防止電力作業(yè)人員誤入帶電區(qū)域，避免觸電傷亡事故發(fā)生。

1 提出問(wèn)題

電力作業(yè)人員在變電站工作時(shí)，一般是停電之后進(jìn)行，但在實(shí)際作業(yè)當(dāng)中，在各種因素的影響下，存在高壓作業(yè)人員可能誤碰帶點(diǎn)部位、入帶電區(qū)域，就會(huì)造成人員生命危險(xiǎn)，導(dǎo)致觸電傷亡事故發(fā)生，造成巨大的人身財(cái)產(chǎn)損失，而市面上目前尚無(wú)理想的電工保護(hù)設(shè)施，因此，本文設(shè)計(jì)出一種手環(huán)式的近電預(yù)警裝置，在高壓作業(yè)人員誤入帶電區(qū)域時(shí)，及時(shí)發(fā)出警報(bào)提醒高壓作業(yè)人員已誤入帶點(diǎn)區(qū)域，需及時(shí)離開(kāi)。

2 所要解決的問(wèn)題

針對(duì)目前存在的問(wèn)題，為了防止觸電傷亡事故發(fā)生，保障高壓電力作業(yè)人員的人身安全，本文設(shè)計(jì)一種適用于高壓電力作業(yè)人員的警告型輔助用具，具體設(shè)計(jì)制作一個(gè)體積小、便于佩戴、適用電壓范圍廣，從而有效防止高壓電力作業(yè)人員誤入帶電區(qū)域，避免觸電傷亡事故發(fā)生，保障高壓電力作業(yè)人員的人身安全。

本文提出的一種近電預(yù)警器，其主要由線(xiàn)、主體結(jié)構(gòu)、表帶三部分組成，所述近電預(yù)警器的外觀(guān)設(shè)計(jì)為手環(huán)式，通過(guò)表帶將近電預(yù)警器佩戴在檢修作業(yè)人員手上，其使用十分方便。所述主體結(jié)構(gòu)包括預(yù)警器表盤(pán)，所述預(yù)警器表盤(pán)上設(shè)有功率調(diào)整模塊、鍋蓋蜂鳴器、充電插口、電子和開(kāi)關(guān)，所述天線(xiàn)設(shè)置在所述預(yù)警器表盤(pán)上。

所述預(yù)警器表盤(pán)外殼由CNC或者SLA激光塑料壓制而成，嚴(yán)格密封，有效防止水和潮濕空氣進(jìn)入該近電預(yù)警器內(nèi)部，預(yù)警器表盤(pán)外殼內(nèi)裝有電子電路及與天線(xiàn)之間的電氣連接部分，所述天線(xiàn)為近電預(yù)警器的傳感器。所述主體結(jié)構(gòu)還設(shè)有一個(gè)發(fā)音腔體和發(fā)音孔，用于蜂鳴器的語(yǔ)音預(yù)警。所述開(kāi)關(guān)設(shè)置在預(yù)警器表盤(pán)殼體的側(cè)面，該開(kāi)關(guān)為手動(dòng)試機(jī)按鈕，用于啟動(dòng)或關(guān)閉近電預(yù)警器，同時(shí)也可以檢驗(yàn)近電預(yù)警器是否能夠正常工作。該近電預(yù)警器外殼側(cè)部上還設(shè)有充電插口，配置有220V轉(zhuǎn)6V的充電器，內(nèi)置電池為二次電池，可通過(guò)充電器進(jìn)行充電。

3 近電預(yù)警器工作原理

3.1 電路工作原理

當(dāng)人員進(jìn)入設(shè)定的電壓范圍內(nèi)時(shí)，無(wú)線(xiàn)傳感器中導(dǎo)電層馬上感應(yīng)出工頻電壓u，工頻電壓u再經(jīng)過(guò)放大、檢波和延時(shí)后變?yōu)橹绷麟妷篣。

存在：U（直流電壓）=K*V

V-閥值電壓，工頻電壓u的有效值；K-比例常數(shù)，大小由放大電路中的可調(diào)電阻來(lái)決定。

v/K-傳感器感應(yīng)電壓的臨界報(bào)警值，v閥值電壓是定值，只需適當(dāng)選擇相應(yīng)的K值，當(dāng)工頻電壓u達(dá)到或超過(guò)預(yù)定的臨界報(bào)警值（v/K）時(shí)電路就動(dòng)作發(fā)出警報(bào)。

即：當(dāng)U=v，（即V>=v/K）時(shí)，比較電路立即翻轉(zhuǎn)動(dòng)作，報(bào)警器工作。

3.2 無(wú)線(xiàn)傳感器工作原理

當(dāng)傳感器上的工頻感應(yīng)電壓u成為報(bào)警器與高壓帶電體間距離的單值遞減函數(shù)時(shí)，就是一個(gè)理想的傳感器。但是在實(shí)際工作和環(huán)境中，現(xiàn)場(chǎng)的帶電區(qū)域中電場(chǎng)的特征是具有可變性和多樣性，而作業(yè)人員接近高壓帶電體時(shí)方式的隨機(jī)性、所處的不同方向，決定了要達(dá)到這一理想條件是不可能的。經(jīng)過(guò)研究，發(fā)現(xiàn)在對(duì)人和帶電體之間距離r與電場(chǎng)強(qiáng)度E關(guān)系的試驗(yàn)結(jié)果中，當(dāng)人體與帶電體間距離r減少時(shí)，人體周?chē)碾妶?chǎng)雖然發(fā)生了較復(fù)雜的變化，但主要的變化仍然是場(chǎng)強(qiáng)，并且越接近人體表面越明顯，即人體表面場(chǎng)強(qiáng)隨r的減少而增加。由于這種手環(huán)式的近電預(yù)警器是佩戴在人的手腕上，電路中的無(wú)線(xiàn)傳感器與人體表面更接近，因此，無(wú)線(xiàn)傳感器導(dǎo)電層間的場(chǎng)強(qiáng)E也隨r的減少而增加。

4 手環(huán)式近電預(yù)警器的應(yīng)用

本文設(shè)計(jì)的手環(huán)式近電預(yù)警器還具有以下用途：

（1）各類(lèi)電器設(shè)備外殼是否漏電：用手環(huán)式近電預(yù)警器檢測(cè)時(shí)，發(fā)出響聲即說(shuō)明電器漏電。

（2）插座是否帶電：用手環(huán)式近電預(yù)警器檢測(cè)時(shí)，發(fā)出響聲即說(shuō)明插座有電，沒(méi)有響聲則說(shuō)明無(wú)電，可初步判斷插座的好壞，再用其他工具進(jìn)一步核實(shí)。

（3）直流電與交流電的區(qū)分：在線(xiàn)路有電的情況下，用手環(huán)式近電預(yù)警器對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行測(cè)試，發(fā)出聲響的是交流電，沒(méi)有發(fā)出聲響的是直流電。

（4）導(dǎo)線(xiàn)的相線(xiàn)、零線(xiàn)的區(qū)分：用手環(huán)式近電預(yù)警器檢測(cè)，靠近就響的導(dǎo)線(xiàn)為相線(xiàn)，靠近不響的導(dǎo)線(xiàn)則為零線(xiàn)。

（5）反竊電：手環(huán)式近電預(yù)警器可以很簡(jiǎn)便的查出竊電的位置以及類(lèi)型，包括用進(jìn)出線(xiàn)短接分流、一線(xiàn)一地、電壓回路斷線(xiàn)等方法。

（6）三相負(fù)載是否平衡：用近電預(yù)警器測(cè)試中性點(diǎn)對(duì)地電位是否升高，來(lái)判斷三相電嚴(yán)重不平衡。

（7）接線(xiàn)是否良好：當(dāng)手環(huán)式近電預(yù)警器檢測(cè)導(dǎo)線(xiàn)時(shí)，發(fā)出不連續(xù)的響聲，表示接線(xiàn)時(shí)可能有線(xiàn)頭接觸不良或供電電壓不穩(wěn)。

（9）墻內(nèi)暗線(xiàn)位置：用手環(huán)式近電預(yù)警器可以很快速的查找出敷設(shè)在抹灰層、吊頂、護(hù)墻壁板內(nèi)導(dǎo)線(xiàn)的準(zhǔn)確位置。

（10）檢查線(xiàn)路的通斷：配電柜上大容量的熔斷器，可以用手環(huán)式近電預(yù)警器來(lái)檢測(cè)其內(nèi)部的熔絲是否燒斷，當(dāng)接近熔斷器的電源引線(xiàn)和負(fù)荷引線(xiàn)時(shí)，如果兩條引線(xiàn)都響則說(shuō)明熔斷器完好，若電源引線(xiàn)響，而負(fù)荷引線(xiàn)不響，則說(shuō)明熔斷器已燒斷斷。

5 手環(huán)式近電預(yù)警器的操作注意事項(xiàng)

（1）定期檢查報(bào)警器是否能正常工作。

（2）使用前需在帶電區(qū)域?qū)婎A(yù)警器進(jìn)行檢查，按下開(kāi)關(guān)檢測(cè)是否能夠正常發(fā)出警報(bào)。

（3）使用期間需注意：不能用手接觸手環(huán)式預(yù)警器的表殼及表面；手環(huán)近電預(yù)警器不能直接接觸無(wú)絕緣的帶電部件和部位；手環(huán)近電預(yù)警器不能放在兩線(xiàn)路距離較近的之間，必須放在線(xiàn)路的外側(cè)進(jìn)行檢測(cè)；當(dāng)相線(xiàn)、零線(xiàn)絞在一起時(shí)，則必須將兩條線(xiàn)分開(kāi)一定距離后才能進(jìn)行檢測(cè)。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文敘述的手環(huán)式近電預(yù)警器，其預(yù)警靈敏度高、性能穩(wěn)定，便于攜帶，并且具有較好的抗干擾能力，可有效防止作業(yè)人員誤入帶電區(qū)域，避免觸電傷亡事故發(fā)生，保證人身安全的作用，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。為了進(jìn)一步推廣使用，在本文敘述的近電預(yù)警器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，可在充電續(xù)航、外殼材料上進(jìn)行改進(jìn)，降低成本，并形成人人能用的產(chǎn)品。

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