何丹紅

摘 要：在變電站作業(yè)中，偶爾會發(fā)生檢修、試驗、運行人員因走錯間隔誤入帶電區(qū)域或因操作不當誤碰帶點部位造成觸電傷亡的事故。文章敘述了一種手環(huán)式近電預警器的個人安全防護器具，檢修、試驗、運行佩戴該近電預警器手環(huán)誤入帶電區(qū)域或接近帶電部位時，當作業(yè)人員接近帶電體的距離處于手環(huán)設定的監(jiān)控范圍時即時發(fā)出的警報聲，提醒作業(yè)人員注意，從而能有效的防止相關人員誤入帶電區(qū)域或誤碰帶點部位，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)濟效應。

關鍵詞：近電預警；電磁感應；蜂鳴器；觸電

作業(yè)人員在變電站工作時，一般是停電之后進行，但在實際作業(yè)當中，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、誤碰帶點部位，就會對人員有生命危險，導致觸電傷亡事故發(fā)生，造成巨大的人身財產(chǎn)損失，而市面上目前尚無理想的電工保護設施。因此，本文敘述了一種近電預警器，外觀設計為手環(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 提出問題

電力作業(yè)人員在變電站工作時，一般是停電之后進行，但在實際作業(yè)當中，在各種因素的影響下，存在高壓作業(yè)人員可能誤碰帶點部位、入帶電區(qū)域，就會造成人員生命危險，導致觸電傷亡事故發(fā)生，造成巨大的人身財產(chǎn)損失，而市面上目前尚無理想的電工保護設施，因此，本文設計出一種手環(huán)式的近電預警裝置，在高壓作業(yè)人員誤入帶電區(qū)域時，及時發(fā)出警報提醒高壓作業(yè)人員已誤入帶點區(qū)域，需及時離開。

2 所要解決的問題

針對目前存在的問題，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，本文設計一種適用于高壓電力作業(yè)人員的警告型輔助用具，具體設計制作一個體積小、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警器，其主要由線、主體結構、表帶三部分組成，所述近電預警器的外觀設計為手環(huán)式，通過表帶將近電預警器佩戴在檢修作業(yè)人員手上，其使用十分方便。所述主體結構包括預警器表盤，所述預警器表盤上設有功率調整模塊、鍋蓋蜂鳴器、充電插口、電子和開關，所述天線設置在所述預警器表盤上。

所述預警器表盤外殼由CNC或者SLA激光塑料壓制而成，嚴格密封，有效防止水和潮濕空氣進入該近電預警器內(nèi)部，預警器表盤外殼內(nèi)裝有電子電路及與天線之間的電氣連接部分，所述天線為近電預警器的傳感器。所述主體結構還設有一個發(fā)音腔體和發(fā)音孔，用于蜂鳴器的語音預警。所述開關設置在預警器表盤殼體的側面，該開關為手動試機按鈕，用于啟動或關閉近電預警器，同時也可以檢驗近電預警器是否能夠正常工作。該近電預警器外殼側部上還設有充電插口，配置有220V轉6V的充電器，內(nèi)置電池為二次電池，可通過充電器進行充電。

3 近電預警器工作原理

3.1 電路工作原理

當人員進入設定的電壓范圍內(nèi)時，無線傳感器中導電層馬上感應出工頻電壓u，工頻電壓u再經(jīng)過放大、檢波和延時后變?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電阻來決定。

v/K-傳感器感應電壓的臨界報警值，v閥值電壓是定值，只需適當選擇相應的K值，當工頻電壓u達到或超過預定的臨界報警值（v/K）時電路就動作發(fā)出警報。

即：當U=v，（即V>=v/K）時，比較電路立即翻轉動作，報警器工作。

3.2 無線傳感器工作原理

當傳感器上的工頻感應電壓u成為報警器與高壓帶電體間距離的單值遞減函數(shù)時，就是一個理想的傳感器。但是在實際工作和環(huán)境中，現(xiàn)場的帶電區(qū)域中電場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方式的隨機性、所處的不同方向，決定了要達到這一理想條件是不可能的。經(jīng)過研究，發(fā)現(xiàn)在對人和帶電體之間距離r與電場強度E關系的試驗結果中，當人體與帶電體間距離r減少時，人體周圍的電場雖然發(fā)生了較復雜的變化，但主要的變化仍然是場強，并且越接近人體表面越明顯，即人體表面場強隨r的減少而增加。由于這種手環(huán)式的近電預警器是佩戴在人的手腕上，電路中的無線傳感器與人體表面更接近，因此，無線傳感器導電層間的場強E也隨r的減少而增加。

4 手環(huán)式近電預警器的應用

本文設計的手環(huán)式近電預警器還具有以下用途：

（1）各類電器設備外殼是否漏電：用手環(huán)式近電預警器檢測時，發(fā)出響聲即說明電器漏電。

（2）插座是否帶電：用手環(huán)式近電預警器檢測時，發(fā)出響聲即說明插座有電，沒有響聲則說明無電，可初步判斷插座的好壞，再用其他工具進一步核實。

（3）直流電與交流電的區(qū)分：在線路有電的情況下，用手環(huán)式近電預警器對線路進行測試，發(fā)出聲響的是交流電，沒有發(fā)出聲響的是直流電。

（4）導線的相線、零線的區(qū)分：用手環(huán)式近電預警器檢測，靠近就響的導線為相線，靠近不響的導線則為零線。

（5）反竊電：手環(huán)式近電預警器可以很簡便的查出竊電的位置以及類型，包括用進出線短接分流、一線一地、電壓回路斷線等方法。

（6）三相負載是否平衡：用近電預警器測試中性點對地電位是否升高，來判斷三相電嚴重不平衡。

（7）接線是否良好：當手環(huán)式近電預警器檢測導線時，發(fā)出不連續(xù)的響聲，表示接線時可能有線頭接觸不良或供電電壓不穩(wěn)。

（9）墻內(nèi)暗線位置：用手環(huán)式近電預警器可以很快速的查找出敷設在抹灰層、吊頂、護墻壁板內(nèi)導線的準確位置。

（10）檢查線路的通斷：配電柜上大容量的熔斷器，可以用手環(huán)式近電預警器來檢測其內(nèi)部的熔絲是否燒斷，當接近熔斷器的電源引線和負荷引線時，如果兩條引線都響則說明熔斷器完好，若電源引線響，而負荷引線不響，則說明熔斷器已燒斷斷。

5 手環(huán)式近電預警器的操作注意事項

（1）定期檢查報警器是否能正常工作。

（2）使用前需在帶電區(qū)域對近電預警器進行檢查，按下開關檢測是否能夠正常發(fā)出警報。

（3）使用期間需注意：不能用手接觸手環(huán)式預警器的表殼及表面；手環(huán)近電預警器不能直接接觸無絕緣的帶電部件和部位；手環(huán)近電預警器不能放在兩線路距離較近的之間，必須放在線路的外側進行檢測；當相線、零線絞在一起時，則必須將兩條線分開一定距離后才能進行檢測。

6 結束語

本文敘述的手環(huán)式近電預警器，其預警靈敏度高、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)濟效益。為了進一步推廣使用，在本文敘述的近電預警器設計的基礎上，可在充電續(xù)航、外殼材料上進行改進，降低成本，并形成人人能用的產(chǎn)品。

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