专利名称：绝缘杆式非接触验电报警器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于验电报警器领域，尤其是一种绝缘杆式非接触验电报警器。
背景技术：
目前，在电力工程进行带电作业时必须要遵循验电、防护、挂地或等电位后再开始操作的规定。验电操作必须通过验电器来完成。验电报警器是用来检测电力设备上是否存在电压的常用电力安全工具之一，通过验电报警器明确验证本身与带电体之间的距离是否满足安全距离的要求，再进行其他相关操作，以防止出现带电装接地线(合接地刀闸)、误碰有电设备等恶性事故的发生。因此，在电力行业中验电报警器的作用不可忽视。传统的验电报警器虽然大多也都是便携式的，但通常都需要把验电报警器安装在操作杆上，在操作时需要用验报警电器直接与高压带电体接触，验电报警器中的电阻将高电压降低到安全的电压值(通常是几伏)，通过人体到大地形成一个回路，这样再触发验电报警器中的声音或发光指示回路工作，从而体现出被测物体是否带电。传统的验电器小巧、 携带方便，但必须与被测物体接触才能使用，这就对操作杆的绝缘性以及人为安全距离的把握提出了更高的要求，但即便如此仍然存在安全隐患。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、安全可靠、适用范围广泛的绝缘杆式非接触验电报警器。本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的一种绝缘杆式非接触验电报警器，由非接触验电报警器和载体连接构成，非接触验电报警器包括依次连接在一起的感应天线、接收回路模块、感应信号放大器模块、选频信号放大器、门槛电路模块、语音报警发声器和音频放大器模块以及与上述模块相连接为其稳定供电的电源模块。而且，所述的载体为各种电压等级的电力专用绝缘杆。而且，所述的感应信号放大器模块由阻抗放大器、双向限幅器、输出耦合电容和调压分配电阻连接构成，该双向限幅器由二极管D1、D2组成。而且，所述的选频信号放大器由一个T型高通滤波器和一个双T型低通滤波器并联而成的对称双T阻容网络。而且，所述的门槛电路采用单线电压比较器并输出方波信号。而且，所述的报警语音发声器选用DV-10发声器，所述的音频功率放大器由一级共射极电压放大器和一级电流放大电路器组成。本实用新型的优点和积极效果是1、本验电报警器通过感应天线以非接触的方式测量带电物体周围的感应电磁场来判定物体是否带电，同时通过与绝缘操作杆的结合保证了整体安全性，并按照不同电压等级对安全距离要求的不同可进行自动调节，无须接触即可检测被测物体是否带电，使用起来安全、方便、准确。2、本验电报警器能够处于M小时监控状态，一旦绝缘杆使用者在无意识状态下误入带电区域，报警器马上发出音响报警，提醒人员注意带电体危险性的存在，从而起到防止由于错觉和失误造成触电伤亡事故的发生。3、本验电报警器不仅对高压具有防触电预报警功能，而且，对低压具有验电功能， 在对低压验电时，在非接触到导线的情况下，用来检测交流220V以上的火线有没有带电， 或用于电缆和低压电线断接点的检测，或用于检查盗窃电用户墙内导线的走向。其抗干扰性能强，使用寿命长，电路不易损害。4、本验电报警器适用电压范围广泛，只要绝缘杆上配备一只报警器实现从 10KV-500KV电压范围的报警功能，而且报警距离满足了 DL408-91《电业安全工作规程》中对安全距离的规定要求，也可以用于无屏蔽电缆和低压电线断接点的检测。5、本验电报警器所采用的主要器件都具有低成本、低功耗的特点，整个设备的最大功耗小于10W，典型功耗小于5W。

图1是本实用新型的整体硬件组成原理图；图2是感应信号放大器模块的电路组成原理图；图3是选频信号放大器所使用的双T选频回路电路组成原理图；图4是语音报警发声器和音频放大器电路组成及原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述一种绝缘杆式非接触验电报警器，如图1所示，由非接触验电报警器和载体连接构成。载体为电力专用绝缘杆，该电力专用绝缘杆不论电压等级高低都可以与非接触验电报警器进行方便组合使用；非接触验电报警器包括感应天线、接收回路模块、感应信号放大器模块、选频信号放大器、门槛电路模块、语音报警发声器、音频放大器模块和电源模块，感应天线、接收回路模块、感应信号放大器模块、选频信号放大器、门槛电路模块、语音报警发声器和音频放大器模块依次连接，电源模块与上述模块相连接为以上各个模块稳定供电功能，同时实现电源的管理功能。感应天线和接收回路模块主要用于接收带电体周围的感应电磁场，采用高灵敏度感应天线，能够接收到220V-220kV电力常用电压等级电磁场信号， 然后将其发送到感应信号放大器模块并通过感应信号放大器模块对这些电磁场信号进行过滤，筛选出工频50Hz附近的电力系统电磁场信号并进行放大处理，再次通过选频信号放大器和门槛电路模块对这些信号进行细致筛选，将频率变化较大且幅值不满足要求的信号进行过滤，确保信号的准确性，同时将这些正弦交变信号转变为方波信号作为下一模块的触发信号，最后将这些触发信号输送到语音报警发声器和音频放大器模块中进行语音报警提示。如图2所示，感应信号放大器模块由阻抗放大器、双向限幅器、输出耦合电容和调压分配电阻连接构成，该双向限幅器由二极管D1、D2组成。由于感应天线接收的信号极其微弱，通常只有微伏级或毫伏级的各种发射机发射、雷电幅射，因此，首先需要核心器件阻抗放大器对带电体周围幅射等信号进行放大；然后由双向限幅器过滤掉幅值激变产生的高幅值信号对阻抗放大器的破坏；最后通过输出耦合电容Cl负责将满足要求的信号进行耦合，形成选频信号放大器可以应用的信号并输出给选频及门槛模块；三个调压分配电阻电阻Rl、R2和R3主要进行放大器内电压的调节和分配，保证输出信号的质量。如图3所示，选频信号放大器放置在感应信号放大器之后进行频率过滤，该选频信号放大器主要采用了对称双T阻容网络，由一个T型高通滤波器和一个双T型低通滤波器并联而成的网络。对于高频信号可以认为信号完全由高通T型网络巾的电容臂(C+C)通过，对于低频信号可以认为信号完全由低通T型网络中的电阻臂(R+R)通过。故在高频和低频信号输入时，输出与输入相等，而在中间某一频率《0 = 1/(RC)处，分别经过电阻臂和电容臂到达输出端的两路信号的幅度相等，相位相反，所以此时输出为零，呈现带阻特性，阻带频率中心频率为ωΟ。双T网络对ω = ωΟ之外的其它频率分量产生较强的负反馈，对于ω = ωΟ的频率分量，负反馈极弱，故电网感应信号经过本级后输出幅度最大，从而达到了选频的目的。选频信号放大器是为了防止误报，该放大器对50Hz分量具有较高的增益， 该频率是我国电力系统的主要频率范围，其它频率分量没有增益或者增益很低的窄带放大器。对称无源双T网络的Q值不是很高，阻频带较宽。对于中心频率为50Hz的无源双T网络，其阻频带为12. 5Hz-87. 5Hz (_3dB点带宽)，绝大多数杂散频率分量信号都在其阻频带之外。门槛电路放置在选频信号放大器之后，主要是为了进一步过滤掉干扰信号，主要对不符合幅值要求的信号进行过滤，是一个典型的单限电压比较器，当输入信号未超过门槛电平时，运算放大器输出为低电平(OV)，否则运算放大器输出为高电平(接近电源电压)。同时，电力系统辐射50HZ的正弦交变信号经过门槛电路后变为方波信号，将其平滑后用来开启语音报警发声器和音频放大器模块。如图4所示，报警语音发声器选用DV-IO发声器，为板上芯片封装(chip onboard, COB)器件，内置“有电危险，请勿靠近”语音信号，工作电压3. OV-4. 5V，触发方式=One-Shot 或Level-hold，该发生器只需要相关电路进行触发即可，图中电阻R和二极管D形成了 DV-10发声器本身的供电回路通过与电源模块的配合可以向其提供工作电源，其中电阻 Rl和R2主要进行DV-10内部工作电压和电流的调节，电容Cl主要是为了阻断直流，保护DV-10正常工作的作用；设置一个偏置电阻R3，对基极偏置电流进行调节，使集电极电流在设计规范的范围内，从而保证晶体管有一个适合的工作点；同时设置一个场效应管 M0SFET，既可以与偏置电阻R3形成输入级阻抗变换，又提高了放大器输入阻抗，从而可以降低耦合电容的容量，避免了电解电容器的适用，保证扬声器回路的稳定工作。回路中的其他电阻主要用于电压调节，电容则主要为了防止直流信号对回路功能的影响。音频功率放大器由一级共射极电压放大器和一级电流放大电路器组成，尽管后级电路没有电压增益(K =1)，但其电流增益很高，不影响音频功率放大器的功率增益。本报警器主要是针对带电作业过程中使用绝缘杆进行操作的项目，防止操作人员与带电体之间不满足安全距离而造成的触电事故的发生，通过卡扣式固定带与绝缘杆相连，安装组合方便，结构可伸展可适用于不同电压等级不同尺寸的绝缘杆；不仅如此，该报警器也可安装在安全帽以及佩戴在操作人员身体上，通过预留一定的安全距离来防止操作人员发生触电事故。[0029] 需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型并不限于具体实施方式
中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种绝缘杆式非接触验电报警器，其特征在于由非接触验电报警器和载体连接构成，非接触验电报警器包括依次连接在一起的感应天线、接收回路模块、感应信号放大器模块、选频信号放大器、门槛电路模块、语音报警发声器和音频放大器模块以及与上述模块相连接为其稳定供电的电源模块。
2.根据权利要求1所述的绝缘杆式非接触验电报警器，其特征在于所述的载体为各种电压等级的电力专用绝缘杆。
3.根据权利要求1所述的绝缘杆式非接触验电报警器，其特征在于所述的感应信号放大器模块由阻抗放大器、双向限幅器、输出耦合电容和调压分配电阻连接构成，该双向限幅器由二极管D1、D2组成。
4.根据权利要求1所述的绝缘杆式非接触验电报警器，其特征在于所述的选频信号放大器由一个T型高通滤波器和一个双T型低通滤波器并联而成的对称双T阻容网络。
5.根据权利要求1所述的绝缘杆式非接触验电报警器，其特征在于所述的门槛电路采用单线电压比较器并输出方波信号。
6.根据权利要求1所述的绝缘杆式非接触验电报警器，其特征在于所述的报警语音发声器选用DV-10发声器，所述的音频功率放大器由一级共射极电压放大器和一级电流放大电路器组成。
专利摘要本实用新型涉及一种绝缘杆式非接触验电报警器，其主要技术特点是由非接触验电报警器和载体连接构成，非接触验电报警器包括依次连接在一起的感应天线、接收回路模块、感应信号放大器模块、选频信号放大器、门槛电路模块、语音报警发声器和音频放大器模块以及与上述模块相连接为其稳定供电的电源模块。本实用新型设计合理，其通过感应天线以非接触的方式测量带电物体周围的感应电磁场来判定物体是否带电，同时通过与绝缘操作杆的结合保证了整体安全性，并按照不同电压等级对安全距离要求的不同可进行自动调节，无须接触即可检测被测物体是否带电，使用起来安全、方便、准确。
文档编号G01R19/155GK202330535SQ20112045262
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月16日 优先权日2011年11月16日
发明者张希, 李小亮, 王冠丁, 王建政, 贾京山 申请人:临汾电力高级技工学校