一种电力检修安全保护器及电力检修安全保护的方法

摘要

本发明涉及电力电气技术领域，尤其涉及一种电力检修安全保护器及电力检修安全保护的方法。该电力检修安全保护器包括电源模块以及与电源模块的输出端连接的识别模块、状态切换模块、录音控制模块、触摸电路模块、人体感应模块、语音录放模块、驱动执行模块、驱动执行模块和状态指示模块；状态切换模块分别与人体感应模块、触摸电路模块、驱动执行模块和状态指示模块连接；人体感应模块还与驱动执行模块连接；触摸电路模块还与语音录放模块连接；语音录放模块的一端连接录音控制模块，另一端与驱动执行模块连接。本发明结构设计合理，不仅对检修人员在检修过程中的人身安全进行有效警示，还能对在检修状态下的人员提供多重保护。

说明书

技术领域

本发明涉及电力电气技术领域，尤其涉及一种电力检修安全保护器及电力检修安全保护的方法。 

背景技术

漏电保护器采用零序电压保护,当三相平衡负载时三相和为零，保护器不动作，若发生漏电三相和不为零，保护器动作切断电源，保护的对象是运行状态下的所有人员和设备的安全。漏电保护器的工作完全在用电状态下。然而，现有的一次电伤事故频发，一般的漏电保护器在停电时无法保证检修操作人员人身安全及在进行电动机械设备检修时的设备安全，这样不仅给人的生命安全带来很大隐患，还使企业和国家付出了高昂的工伤成本，变相提高了整个企业的制造成本。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力检修安全保护器，以解决上述问题。 

本发明的目的还在于提供一种电力检修安全保护的方法，以解决上述问题。 

一种电力检修安全保护器，包括与输入端电源连接的电源模块以及与所述电源模块的输出端连接的识别模块、状态切换模块、录音控制模块、触摸电路模块、人体感应模块、语音录放模块、音频功放模块、驱动执行模块和状态指示模块；所述识别模块对所述状态切换模块进行适时结构限制；所述状态切换模块分别与所述人体感应模块、触摸电路模块、驱动执行模块和状态指示模块连接；所述人体感应模块还与所述驱动执行模块连接；所述触摸电路模块还与所述语音录放模块连接；所述语音录放模块的一端连接所述录音控制模块，另一端与所述音频功放模块连接。 

一种电力检修安全保护方法，包括： 

将电源模块接通电源并将插卡插入识别模块中，使插卡正确进入状态切换模块； 

通过插卡进入状态切换模块中的位置情况来适时触发录音控制模块、触摸电路模块、人体感应模块、语音录放模块、音频功放模块、驱动执行模块和状态指示模块中相应的模块； 

根据各个模块所对应的状态对整个电路状态进行准确判断。 

与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：本发明电力检修安全保护器与悬挂警示牌相比，电工特种作业需要两人作业,一人监护一人操作,难免有监护不当，而本发明在检修模式下具有与监护人相同的保护效果，还可以避免人为监护时的各种失误；不仅对能够发生误操作的关键元件(如:空气开关如果把脱扣装置保持脱扣状态,使其操作也无法合上闸)或系统柜门(用电磁机构使其锁住不能打开)进行安全状态锁定，而且与漏电保护器相比，本发明对外界人员盲目操作能够进行预先的声光报警提示作用,而不是通过人触及电源 作为人体电阻与地形成回路后产生漏电而动作的方式；同时本发明在操作时人是不与电源接触的.它在保护时操作人处于断电状态。 

本发明还具有以下优点： 

（1）在检修时由于人员的靠近会产生高音报警，从而可以提醒远处的检修操作人员关注并停止现有危险操作，达到有效警示的效果； 

（2）在检修时由于人员对关键部件操作会产生语音提示或操作留言，从而告诫操作人线路有人检修，达到了有效提示和告诫的效果； 

（3）在检修状态下，检修状态指示灯或闪光报警器会常亮，也从视觉上给人以警告并提示远离的状态效果； 

（4）在检修状态下操作卡为检修人员随身携带，有效保护了操作安全，与此同时退卡后还可以触摸盖盖，进行功能确认并驱动各执行器件完成保护动作；针对识别卡错误有锁口拒绝状态切换；还有停送电检修状态保持，为检修人员生命安全提供了多重保护，效果显著。 

附图说明

图1为本发明实施例电力检修安全保护器控制关系及的连接结构图； 

图2为本发明实施例电力检修安全保护器的电源模块的电路图； 

图3为本发明实施例电力检修安全保护器的识别模块的电路图； 

图4为本发明实施例电力检修安全保护器的状态切换模块的电路图； 

图5为本发明实施例电力检修安全保护器的录音控制模块的电路图； 

图6为本发明实施例电力检修安全保护器的触摸电路模块的电路图； 

图7为本发明实施例电力检修安全保护器的人体感应模块的电路图； 

图8为本发明实施例电力检修安全保护器的语音录放模块的电路图； 

图9为本发明实施例电力检修安全保护器的音频功放模块的电路图； 

图10为本发明实施例电力检修安全保护器的驱动执行模块和状态指示模块的电路图； 

图11为本发明实施例的电力检修安全保护的方法的步骤图。 

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。 

如图1至10所示，本发明电力检修安全保护器，包括电源模块A、识别模块B、状态切换模块C、录音控制模块D、触摸电路模块E、人体感应模块F、语音录放模块G、音频功放模块H、驱动执行模块I和状态指示模块J。识别模块、状态切换模块、录音控制模块、触摸电路模块、人体感应模块、语音录放模块、音频功放模块、驱动执行模块和状态指示模块分别与所述电源模块的输出端连接；所述识别模块对所述状态切换模块进行适时结构限制；所述状态切换模块分别与所述人体感应模块、触摸电路模块、驱动执行模块和状态指示模块连接；所述人体感应模块还与所述驱动执行模块连接；所述触摸电路模块还与所述语音录放模块连接；所述语音录放模块的一端连接所述录音控制模块，另一端与所述音频功放模块连接。 

本发明实施例的电力检修安全保护器与悬挂警示牌相比，电工特种作业需要两人作业,一人监护一人操作,难免有监护不当，而本发明在检修模式下具有与监护人相同的保护效果，还可以避免人为监护时的各种失误；不仅对能够发生误操作的关键元件(如:空气开关如果把脱扣装置保持脱扣状态,使其操作也无法合上闸)或系统柜门(用电磁机构使其锁住不能打开)进行安全状态锁定，而且与漏电保护器相比，本发明对外界人员盲目操作能够进行预先的声光报警提示作用,而不是通过人触及电源作为人体电阻与地形成回路后产生漏电而动作的方式；同时本发明在操作时人是不与电源接触的.它在保护时操作人处于断电状态。 

具体地，如图2所示，电源模块A的端口1、端口2与被控负载的空气断路器或手柄开关的输入端电源连接；其中，端口1接L或L1，端口2接N或L2；电源模块A的端口3与识别模块B的端口8、状态切换模块C的端口10、录音控制模块D的端口12、触摸电路模块E的端口14、人体感应模块F的端口17、驱动执行模块I、状态指示模块J的端口30分别连接；电源模块A的端口4与语音录放模块G的端口19连接；电源模块A的端口5与识别模块 B的端口9、状态切换模块C的端口11、录音控制模块的端口13、触摸电路模块的端口16、人体感应模块F的端口18、语音录放模块G的端口20、驱动执行模块I和状态指示模块J的端口31分别连接；电源模块A的端口6与音频功放模块H的端口25连接，电源模块A的端口7与音频功放模块H的端口27连接。 

触摸电路模块E的端口15与外部金属触摸片M连接。 

语音录放模块G的端口21、端口22分别与外接驻极体话筒的正极和负极连接；语音录放模块G的端口24与音频功放模块H的端口26连接，语音录放模块G的端口23与音频功放模块H的端口27连接。 

音频功放模块H的端口28、端口29分别与外接扬声器BL的正极和负极连接。 

其中，驱动执行模块I以及状态指示模块J的端口30、端口31均有两种连接方式，一种采用直流与电源模块A的端口3、端口5分别相连；另一种采用交流与端口1、端口2连接AC220V时，端口30接1L，端口31接2N；若端口1和端口2为线电压AC380V，端口30则与L1相接，端口31与L2相接，负载执行元件和指示灯根据电源选配AC220V或AC380V形式的。 

电源模块A包括BT变压器、二极管D1～D8、三极管V1、极性电容C1～C6、集成电路IC1～IC3及电阻R1，其中，BT变压器的输入端分别连接电源输入端L1和L2；BT变压器的输出端分别与二极管D1～D4及二极管D5～D8组成桥式整流电路；二极管D1～D4组成的桥式整流电路一端与端口5连接，另一端与集成电路IC1的1脚一端连接；二极管D5～D8组成的桥式整流电路一端与三极管V1的集电极连接，另一端连接端口7；三极管V1的基极与集成电 路IC3的一端连接，三极管V1的发射极连接端口6；电阻R1连接于三极管V1的基极和发射极之间；电容C1并联于IC1二极管D1～D4组成的桥式整流电路输出端与集成电路IC1之间；电容C2、电容C3依次并联于集成电路IC1和集成电路IC2之间，其中，端口3连接于电容C2与集成电路IC1的连接点；电容C4并联于端口4、端口5与集成电路IC2之间；电容C5的一端连接集成电路IC3与二极管D5～D8组成桥式整流电路的连接点，另一端连接端口7；电容C6的一端连接于电阻R1与三极管V1发射极的连接点，另一端连接端口7。其中，集成电路IC1为稳压集成7812，由端口3输出提供给相关模块的电源与端口8、端口10、端口12、端口14、端口17、端口30分别连接。集成电路IC2为语音录放模块G提供电源，由端口4输出并与端口19连接；端口5为公共负极输出端，其与端口9、端口11、端口13、端口16、端口18、端口20、端口31分别连接。IC3为音频功放模块H提供电源，输出端口6与端口25连接，端口7与端口27连接。输入端口1和端口2分别与控制被检修负载的开关输入侧连接，输入端口1可以连接L或L1，端口2可以连接N或L2，根据不同输入电压选择BT变压器初级电压。 

识别模块B包括推进口开关S1、电阻R2～R6、光电开关W1、计数器IC4、电容C7、三极管V2、二极管D9和发光二极管EF1；推进口开关S1串接于端口8上；光电开关W1并联于端口8和端口9之间；电阻R2、电阻R3分别并联于推进口开关S1与光电开关W1之间；计数器IC4具有15个引脚，其中，第14引脚连接于电阻R3与光电开关W1的连接点，第8引脚为VSS端且与端口9连接，第16引脚为接VDD端且通过S1连接端口8，第15引脚为EN端且连接端口9；电容C7串接于该第15引脚与推进口开关S1之间；该电阻R4串接于电容C7与端口9之间；第3、2、4、7、10、1、5、6、9、11引脚依次分别对应编码位Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8和Y9；电阻R5的一端适时连接编码位Y0～Y9 中的任意一个，另一端连接三极管V2的基极；二极管D9的阴极端通过推进口开关S1连接端口8，阳极断连接三极管V2的集电极；继电器K1的一端通过推进口开关S1连接端口8，另一端连接三极管V2的集电极；发光二极管EF1的阳极断依次通过电阻R6和推进口开关S1连接端口8，阴极端连接三极管V2的集电极。其中，当卡或钥匙插入时推进口开关S1闭合，电路得电，在电路得电后开始对卡或钥匙上的编码孔进行识别，当卡或钥匙的编码与计数器IC4设置的编码封线相符时，对应计数器IC4的Y0到Y9其中任一位编码位输出高电平，V2导通，继电器K1工作并驱动锁口电磁铁打开，使卡进入状态切换部分；此识别模块B限制错误卡进入状态转换的触发部分：识别模块B的端口8为电源正输入，端口9为电源负输入；本实施例中计数器IC4为CD4017计数器。其中所述识别模块还通过异形插口限制钥匙插入。 

状态切换模块C包括集成电路IC5～IC6、电阻R7～R12、三极管V3～V6、二极管D10～D11及发光二极管EF2～EF3，其中，集成电路IC5的1引脚连接端口10，2引脚连接端口11，3引脚连接三极管V3的基极；电阻R7一端连接端口10，另一端连接集成电路IC5的3引脚与三极管V3基极的连接点；三极管V3的集电极通过电阻R8连接端口10，发射极连接端口11；三极管V4的基极连接三极管V3的集电极，发射极连接端口11；二极管D10的阳极端连接三极管V4的集电极，阴极端连接端口10；继电器K2一端连接端口10，另一端连接三极管V4的集电极；发光二极管EF2的阳极端通过电阻R9连接端口10，阴极端连接三极管V4的集电极；继电器辅助触点K2-1的一端连接该发光二极管EF2与三极管V4的连接点，另一端通过继电器辅助触点K3-1连接端口11；集成电路IC6的1引脚连接端口10,2引脚连接端口11,3引脚连接三极管V5的基极；电阻R10的一端连接端口10，另一端连接集成电路IC6与三极管V5基极的连接点；三极管V5的集电极通过R11连接端口10， 发射极连接端口11；三极管V6的基极连接三极管V5的集电极，发射极连接端口11；二极管D11的阳极端连接三极管V6的集电极，阴极端连接端口10；继电器K3的一端连接端口10，另一端连接三极管V6的集电极；发光二极管EF3的阳极端通过电阻R12连接端口10，阴极端连接三极管V6的集电极。其中，端口10为电源正输入，端口11为电源负输入；IC5为霍尔开关集成电路，当受到磁触发后IC5的3脚由高电平变低电平，V3截止，V4基极变高电平，V4导通，继电器K2吸合并驱动门锁或脱扣用电磁铁动作，继电器辅助触点K2-1闭合，使K2保持吸合，电路进入检修保护状态，相关的触摸电路模块E、人体感应模块F、语音录放模块G、驱动执行模块I、状态指示模块J均进入待触发状态；集成电路IC6为霍尔开关集成电路，当受到磁触发后集成电路IC6的3脚由高电平变低电平，三极管V5截止，三极管V6的基极变高电平，三极管V6导通，继电器K3吸合并使继电器辅助触点K3-1断开，继电器辅助触点K2-1由保持变为断开，继电器K2失电电路由检修状态返回运行状态，保护功能停止。 

录音控制模块D包括集成电路IC7、电阻R13～R15、三极管V7～V8、二极管D12、继电器K4和发光二极管EF4。集成电路IC7并联于端口12和端口13之间，其一端还与三极管V7的基极连接；三极管V7的集电极通过电阻R14连接端口12，发射极连接端口13；电阻R13一端连接端口12，另一端连接三极管V7的基极；三极管V8的基极连接三极管V7的集电极，发射极连接端口13；二极管D12的阳极端连接三极管V8的集电极，阴极端连接端口12；继电器K4的一端连接端口12，另一端连接三极管V8的集电极；发光二极管EF4的阳极端通过电阻R15连接端口12，阴极端连接三极管V8的集电极。其中，IC7为霍尔开关集成电路，当受到磁触发后集成电路IC7的3脚由高电平变低电平，三极管V7截止，三极管V8基极变高电平，三极管V8导通，继电器K4吸合并使语音录 放模块G的继电器辅助触点K4-1闭合，录音开始；在实际应用时为了方便修改录音内容，还可将继电器辅助触点K4-1上并联一个按键开关，录音控制模块D的端口12为电源正输入，端口13为电源负输入。 

触摸电路模块E包括集成电路IC8、可调电阻R16、电阻R17～R20、电容C8、极性电容C9、电容C10、二极管D13、继电器K5和发光二极管EF5。电阻R17并联于端口15和端口14之间，电阻R18并联于端口15和端口16之间；电容C8一端连接于电阻17与电阻18的连接点，另一端连接端口15；集成电路IC8的1引脚连接端口16，2引脚连接于电阻17与电阻18的连接点，3引脚通过电阻R19连接于三极管V9的基极，4引脚连接端口14,5引脚通过电容C10连接端口16；集成电路IC8的6引脚和7引脚均一端通过极性电容C9连接端口16，另一端连接可调电阻R16的一接线端；该可调电阻R16的另一接线端连接端口14，滑片端连接于电阻R17与端口14的连接点；集成电路IC8的4脚和8脚均连接端口14；三极管V9的发射极连接端口16；二极管D13的阳极端连接三极管V9的集电极，阴极端通过继电器辅助触点K2-2连接端口14；继电器K5的一端通过继电器辅助触点K2-2连接端口14，另一端连接三极管V9的集电极；发光二极管EF5的阴极端连接三极管V9的集电极，阳极端通过电阻R20连接端口14。其中，端口14为电源正输入，端口16为电源负输入，端口15与外接金属触摸片M连接；IC8是一个时基电路集成组成的低端触发单稳态，翻转时间由电阻R16和极性电容C9进行调整，当进入检修保护状态时，继电器K2吸合，继电器辅助触点K2-2闭合时，人触动金属触摸片M后集成电路IC8进入暂态，集成电路IC8的3脚为高电平，三极管V9导通，继电器K5闭合并使语音录放模块G的继电器辅助触点K5-1闭合，开始放音，由于暂态时间短，2秒左右集成电路IC8翻转回常态，所以放音完毕后自动停止，端口15待下一次触发。 

人体感应模块F包括集成电路IC9、电阻R21～R22、三极管V10、二极管D14、继电器K6、发光二极管EF6和功能选择开关S2。集成电路IC9的1脚依次通过功能选择开关S2和继电器辅助触点K2-2连接于端口17,2脚通过电阻R21连接三极管V10的基极，3脚连接端口18；三极管V10的发射极连接端口18；二极管D14的阳极端连接三极管V10的集电极，阴极端通过继电器辅助触点K2-2连接端口17；继电器K6的一端连接端口17，另一端连接三极管V10的集电极；发光二极管EF6的阴极端连接三极管V10的集电极，阳极端依次通过电阻R22和继电器辅助触点K2-2连接端口17。其中，当进入检修保护状态时，K2继电器吸合，继电器辅助触点K2-2闭合，集成电路IC9通过功能选择开关S2闭合进入工作态，若人在7米范围内靠近就会使集成电路IC9的2脚输出高电平，三极管V10导通，继电器K6吸合并驱动执行模块I的闪光报警器JLT-TD和高音功率报警器LTE动作，当人移出范围后报警停止；模块17为电源正输入，18为电源负输入，集成电路IC9为HC-SR501。 

语音录放模块G包括集成电路IC10；该集成电路IC10的VSS端连接端口20，VDD端连接端口19，SP正极端连接端口24，SP负极端连接端口23，PLAYE端通过继电器辅助触点K5-1连接COM端，REC端通过继电器辅助触点K4-1连接COM端，MIC的正极端连接端口21，MIC的负极端连接端口22。其中，端口19为电源正输入，其与电源模块A的端口4连接；端口20为电源负输入，其与电源模块A的端口5连接；IC10是语音开发板，当听音功率足够时可不必通过端口23和端口24外接音频功放模块H，若听音功率小就需要连接音频功放模块H的端口26和端口27，端口24与音频功放模块H的端口26连接。录音控制模块D的继电器K4闭合控制继电器辅助触点K4-1录音的开始，触摸电路模块E的继电器K5闭合控制继电器辅助触点K5-1放音的开始；端口21和端口22 可根据设计条件的需要来安排外置话筒；集成电路IC10为ISD25120P。 

音频功放模块H包括集成电路IC11、电阻R23～R29、极性电容C13和电容C11、C12、C14、C15、C16、C17。集成电路IC11的1引脚连接端口26,2引脚依次通过电阻R28和电容C15连接端口27,3引脚连接端口27,4引脚则通过电阻R27跨接到2引脚，5引脚连接端口25；电阻R23并接于端口26和端口27之间；电容C11的一端连接于电阻R23与端口27的连接点，另一端连接于集成电路IC11的1引脚；电阻R25和电阻R26先串接后再并联于端口25与端口26之间；电阻R24和电容C12的一端均连接于电阻R25与电阻R26的连接点，另一端均接地；极性电容C13和电容C14的一端均连接于端口25，另一端均接地；电阻R29的一端连接于集成电路IC11的4引脚，另一端通过电容C16连接端口29；电容C17一端连接于电阻R29与集成电路IC11的4引脚的连接点，另一端连接端口28。其中，端口25与电源模块A的端口6连接；端口27与电源模块A的端口7和语音录放模块G的端口23连接；端口26是音频输入，其与语音录放模块G的端口24连接；IC11采用LM1875单电源典型电路，集成电路IC11的4脚输出通过端口28、端口29与外接扬声器BL连接，用于提高听音功率。 

驱动执行模块I包括锁口电磁铁K7、门锁电磁铁K8、闪光报警器JLT-TD和高音功率报警器LTE。其中，锁口电磁铁K7的一端通过继电器辅助触点K1连接端口30，另一端连接端口31；门锁电磁铁K8的一端通过继电器辅助触点K2-3连接端口30，另一端连接端口31；闪光报警器FA的一端通过继电器辅助触点K6-1连接端口30，另一端连接端口31；高音功率报警器HPA的一端连接闪光报警器JLT-TD与继电器辅助触点K6-1的连接点，另一端连接端口31。 

状态指示模块J包括正常运行指示灯GD和检修状态指示灯RD。正常运行指示灯GD的一端通过继电器辅助触点K3-2连接端口30，另一端连接端口31；检修状态指示灯RD的一端通过继电器辅助触点K2-4连接端口30，另一端连接端口31。其中，GD和RD分别指示正常使用状态和检修保护状态，其既可以是指示灯，也可以是文字数码管显示，还可以是符号标志显示。所述驱动执行模块和状态指示模块对电路正常使用状态和检修保护状态进行适时锁定释放和指示。 

本发明结构设计合理，通过选择检修模式进行保护,同时在检修模式下具有与人为监护的相同效果，从而避免了人为监护时的各种失误。 

另外，如图11所示，本实施例还提供一种使用上述电力检修安全保护器的电力检修安全保护的方法，包括如下步骤： 

101，将电源模块接通电源并将插卡插入识别模块中，使插卡正确进入状态切换模块； 

102，通过插卡进入状态切换模块中的位置情况来适时触发录音控制模块、触摸电路模块、人体感应模块、语音录放模块、音频功放模块、驱动执行模块和状态指示模块中相应的模块； 

103，根据各个模块所对应的状态对整个电路状态进行准确判断。 

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进、简化等，均应包含在本发明的保护范围之内。