非接觸式來停電報警器的研制余

余萬榮 郭建平 吳磊 況達 郭林 潘祖華 彭程

摘 要：提出一種可以手持非接觸式來停電檢測設備。新型攜帶型非接觸式來停電檢測設備的優(yōu)點是通過磁電感應原理，以及非接觸式的來停電檢測的功能。對新型攜帶型非接觸式來停電檢測設備的工作原理、結構進行了介紹，說明新型攜帶型非接觸式來停電檢測設備的創(chuàng)新性、實用性。

關鍵詞：手持便攜；非接觸檢測；高安全性

中圖分類號：TM73 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）31-0037-02

Absrtact： A handheld non-contact power outage detecting device is presented in this paper. The advantage of the new type of portable non-contact power outage detection equipment is through the magnetoelectric induction principle， and the non-contact power outage detection function. This paper introduces the working principle and structure of the new type of portable non-contact power outage detection equipment， and explains its innovation and practicability.

Keywords： handheld portable； non-contact detection； high security

1 概述

無論生活在農(nóng)村還是城市，人們生活已經(jīng)離不開電，因為電的無處不在，輸電保暢通工作的日常維護日趨頻繁，線路檢修也成為了其中的一個重要的環(huán)節(jié)。施工人員時常需要在不同的電壓等級（AC220V 380V 10kV 35kV……）的線路上進行作業(yè)。

當電力調(diào)度根據(jù)施工路段申請定時停電并電話告知施工方，讓電力施工人員得以在線路無電狀態(tài)下施工作業(yè)，但在現(xiàn)場操作過程中，由于很多施工點多處于荒郊野外，往往處于通信信號無法覆蓋的盲區(qū)，調(diào)度與現(xiàn)場施工人員的電話告知就會因通信信號盲區(qū)而中斷，這就會造成施工作業(yè)無法正常進行，嚴重影響施工進度。線纜帶電與否需要依靠繁瑣原始的人工檢測和接觸式檢測方式進行探測，其中存在了極大的觸電風險。因此，在安全、高效完成施工目標任務的要求下，電力生產(chǎn)過程中必須關注電力施工人員的生命，提高工作效益。除了平時對各級施工及管理人員進行安全生產(chǎn)知識培訓，讓生產(chǎn)、施工作業(yè)符合安全規(guī)范要求，更應從施工安全防護的產(chǎn)品研發(fā)上下功夫，使安全生產(chǎn)、關注人員生命財產(chǎn)的想法落到實處。為實際降低檢修工作的危險性，我公司通過與地方供電局科技部人員合作，共赴檢修前線觀察檢修流程，發(fā)現(xiàn)其中不安全因素，經(jīng)過長達數(shù)月的研究和實驗，最終非接觸式停（來）智能電報警器也正是在這種背景下應運而生。

2 主要研究內(nèi)容

市面上有許多電力檢測設備，結合了物聯(lián)網(wǎng)手段大大提高了電力維護的效率，同時具有實時檢測、提前預警、遠程修復等多種先進功能。我們的報警器聚焦在電力故障已經(jīng)產(chǎn)生且無法遠程干預的用戶場景，當不能通過云端解決的問題需要派遣員工時，就可用到我們研究的報警器。產(chǎn)品具有以下特點：

（1）利用磁電感應及轉(zhuǎn)換原理實現(xiàn)不用接觸帶電導線的金屬部分，即可檢測不同電壓等級輸電線路的停（來）電情況，為輸電線路檢修維護提供安全監(jiān)測保障。

（2）非接觸式停（來）電智能電報警器外觀小巧輕便，便于隨身攜帶，采用聲音、閃燈的報警方式，直觀的報警方式簡單明了，讓施工人員輕松掌握使用方法，廣泛適用于不同文化程度的施工人員。

（3）可與監(jiān)控設備配套，防范視頻監(jiān)控電源和電力線纜被非法損壞盜竊，隨時報警和監(jiān)測線纜通電狀況。

停電來電報警器作為一個便于攜帶的實用型手持終端，工程檢修人員可在施工前可采用它對完好的電線進行非接觸式探測是否帶電。該項產(chǎn)品應用范圍廣泛，高性價比可成為除電力單位外物業(yè)單位日常檢修必備。此款報警器設計以人文關懷為主，著重考慮檢修人員的人身安全問題，以“不接觸式”磁電原理，讓檢修人員在不接觸電線金屬部分的情況下，對電線通斷電情況進行監(jiān)測，可作為施工結果檢驗手段進行安全輔助。

我們希望通過快速準確判斷故障區(qū)是否通斷電，提高故障解決效率，降低“觸電”風險。

3 來停電警報器的功能與用途

（1）就像西法的停電報警器，SV-601，來電和停電（斷電）都有提醒，喇叭鳴叫，指示燈閃爍，并且聲音可以調(diào)大小。

（2）可以配合其他報警監(jiān)控系統(tǒng)使用，當不法分子企圖切斷電源（使監(jiān)控或報警系統(tǒng)失效）時，本報警器立即高音報警。

（3）各類無線探測器電池低壓語音提示（無線探測器使用電池供電，在使用時，當電池耗盡了，主機響語音提示更換電池，此同類膠殼唯一由此功能）

（4）所有的防區(qū)都可以設置為門鈴功能，不影響其他防區(qū)的布防/撤防/報警（商鋪客戶進人提示、家用接近窗或門提示、家用自動門鈴。可以設定店鋪的收銀抽屜，當收銀抽屜被打開時，主機叮咚 叮咚響）

（5）來停電報警器又是斷電報警器、機房斷電報警器，在電網(wǎng)斷電或供電的電線電纜被人剪斷時，斷電報警器的紅色指示燈熄滅并鳴笛報警，直到恢復供電、或電池電量耗盡、或有人前來關斷報警器電源后才會停止報警，適用于計算機房、電工值班室、電力公司等，也可用于監(jiān)測電線電纜的防盜報警需要。斷電報警器的耐高電壓設計可長期工作于265V，即使后半夜電網(wǎng)電壓超標也不易損壞；抽屜式電池蓋開關方便，可以很容易地更換電池；內(nèi)置涓流自動充電電路，既可使用普通電池，又可使用充電電池，待機時間超長；電池欠壓檢測可防止因電池失效未被發(fā)現(xiàn)而造成的漏報事故。

（6）設定智能防區(qū)功能， 當一個防區(qū)觸發(fā)預設的次數(shù)后，才報警。

4 創(chuàng)新點及市場分析

從電力單位的角度看，如果組織管理不到位、施工員沒有有效執(zhí)行現(xiàn)場勘查制度、現(xiàn)場工作組織管理混亂的話，不止“觸電”，就連其他“兩大類”高危風險也會急劇增加，單位領導常年提心吊膽強調(diào)施工安全問題。

站在施工人員的立場，即使自身或同事具有較為豐富的施工經(jīng)驗，但自身仍會受“經(jīng)驗主義”的影響導致安全意識和自我防范意識極差，工作前不認真進行危險點分析，沒有詳細了解現(xiàn)場帶電部位、安全距離、已采取安全措施等情況就開始工作。這是對自身和公共安全極為不負責的行為，我們應采用技術手段進一步解除安全隱患。

5 結束語

通過非接觸式來停電報警器的現(xiàn)場應用， 新型報警器操作方便、安全性高，功能識別易掌握，有效解決了荒郊野外施工電纜帶電情況檢測存在的安全問題。解決了傳統(tǒng)電纜帶電情況測試必須“破皮”處理等高風險性違章現(xiàn)象，克服了在使用常規(guī)測試電纜帶電情況的安全問題。經(jīng)現(xiàn)場應用證明，具有很好的實用價值和推廣意義。

參考文獻：

[1]趙文倩，尹斌.基于ATmega128的智能充電系統(tǒng)設計[J].電子設計工程，2013（22）.

[2]何利民.MCS-51系列單片機應用系統(tǒng)設計系統(tǒng)配置與接口技

術[M].北京：北京航空航天大學出版社，2003.

[3]宋培義，劉立新.單片機原理、接口技術及應用[M].北京：北京航空航天大學出版社，1999：3-398.

[4]劉艷玲.采用MAX232實現(xiàn)MCS-51單片機與PC機的通信[J].天津理工學院學報，1999，15（2）：57-61.

[5]馬忠梅.單片機的C語言應用程序設計（第3版）[M].北京：北京航空航天大學出版社，2003.

[6]R. Akkaya， A. A. Kulaksiz. A microcontroller-based stand-alone photovoltaic power system for residential appliances[J]. Applied Energy 78（2004）：419-431.

[7]唐少農(nóng)，袁虎，毛導欽. 程控一氧化碳報警器的設計[J].南華大學學報（理工版），2003，17（4）.

[8]李華.MCS-51系列單片機原理及應用[M].北京：北京航空航天大學出版社，1995.

[9]Zoran Salci. A microcontroller/FPGA-based prototyping system for embedded applications[J].Microprocessors and Microsystems， 21（1997）：249-256.

[10]朱明程，李昆華，李遠輝.智能一氧化碳報警器原理與設計[J].電子技術應用，1998，3.